KR20230003051A - Image alignment for noisy images - Google Patents

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KR20230003051A
KR20230003051A KR1020227041282A KR20227041282A KR20230003051A KR 20230003051 A KR20230003051 A KR 20230003051A KR 1020227041282 A KR1020227041282 A KR 1020227041282A KR 20227041282 A KR20227041282 A KR 20227041282A KR 20230003051 A KR20230003051 A KR 20230003051A
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바히드 누르모피디
보쉬 후앙
게 콩
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케이엘에이 코포레이션
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Abstract

시편의 이미지를 정렬하기 위한 방법 및 시스템이 제공된다. 하나의 방법은 이미징 서브시스템에 의해 시편에 대해 생성된 테스트 이미지에서 노이즈를 감소시켜 디노이징된 테스트 이미지를 생성하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 적어도 수평 방향 또는 수직 방향으로 연장되는 디노이징된 테스트 이미지에서 하나 이상의 패터닝된 피처를 검출하는 단계를 포함한다. 또한, 이 방법은, 검출된 하나 이상의 패터닝된 피처가 디노이징된 테스트 이미지에서 관심 영역으로서 위치되는 디노이징된 테스트 이미지의 영역을 지정하는 단계를 포함한다. 이 방법은 디노이징된 테스트 이미지를 시편에 대한 참조 이미지에, 디노이징된 테스트 이미지에서의 관심 영역과 참조 이미지에서의 대응하는 영역만을 사용하여 정렬하는 단계를 더 포함한다.A method and system for aligning an image of a specimen is provided. One method includes reducing noise in a test image generated for a specimen by an imaging subsystem to produce a denoised test image. The method also includes detecting one or more patterned features in the denoised test image extending in at least a horizontal or vertical direction. The method also includes designating a region of the denoised test image in which the detected one or more patterned features are located as a region of interest in the denoised test image. The method further includes aligning the denoised test image to a reference image of the specimen using only the region of interest in the denoised test image and a corresponding region in the reference image.

Description

노이즈 있는 이미지에 대한 이미지 정렬Image alignment for noisy images

본 발명은 일반적으로 특히 노이즈 있는 시편(specimen)의 이미지를 포함하는 시편의 이미지를 정렬하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates generally to a method and system for aligning images of a specimen, including images of particularly noisy specimens.

이하의 설명 및 예는 이 섹션에서 이들의 포함에 의해 종래 기술인 것으로 인정되는 것은 아니다.The following descriptions and examples are not admitted to be prior art by their inclusion in this section.

예를 들어, 논리 디바이스 및 메모리 디바이스와 같은 반도체 디바이스를 제조하는 것은, 통상적으로 다수의 반도체 제조 프로세스를 사용하여 반도체 웨이퍼와 같은 기판을 프로세싱하여 반도체 디바이스의 다양한 피처(features) 및 다수의 레벨을 형성하는 것을 포함한다. 예를 들어, 리소그래피는 레티클(reticle)로부터 반도체 웨이퍼 상에 배열된 레지스트로 패턴을 전사하는 것을 수반하는 반도체 제조 프로세스이다. 반도체 제조 프로세스의 추가 예는 화학 기계적 연마(chemical-mechanical polishing; CMP), 에칭, 퇴적, 및 이온 주입을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 다수의 반도체 디바이스가 단일 반도체 웨이퍼 상의 배열(arrangement) 내에서 제조된 후 개개의 반도체 디바이스로 분리될 수 있다.For example, manufacturing semiconductor devices, such as logic devices and memory devices, typically uses a number of semiconductor fabrication processes to process a substrate, such as a semiconductor wafer, to form various features and multiple levels of the semiconductor device. includes doing For example, lithography is a semiconductor manufacturing process that involves transferring a pattern from a reticle to a resist disposed on a semiconductor wafer. Additional examples of semiconductor fabrication processes include, but are not limited to, chemical-mechanical polishing (CMP), etching, deposition, and ion implantation. Multiple semiconductor devices can be fabricated in an arrangement on a single semiconductor wafer and then separated into individual semiconductor devices.

검사 프로세스는 웨이퍼 상의 결함을 검출하기 위해 반도체 제조 프로세스 동안에 여러 단계에서 사용되어, 그 제조 프로세스에서 더 높은 수율을 촉진하고 더 높은 수익을 올릴 수 있다. 검사는 예를 들어, IC와 같은 반도체 디바이스를 제조하는 데에 항상 중요한 부분이어 왔다. 그러나 반도체 디바이스의 치수가 감소함에 따라, 허용 가능한 반도체 디바이스의 성공적인 제조를 위해 검사가 훨씬 더 중요해지는데, 그 이유는 더 작은 결함이 디바이스를 고장나게 할 수 있기 때문이다.Inspection processes can be used at various stages during the semiconductor fabrication process to detect defects on wafers, facilitating higher yields and higher profits in the fabrication process. Inspection has always been an important part of manufacturing semiconductor devices such as ICs, for example. However, as the dimensions of semiconductor devices decrease, inspection becomes even more important for the successful manufacture of acceptable semiconductor devices, since smaller defects can cause the device to fail.

결함 검토는 일반적으로 검사 프로세스에 의해 결함이라고 검출된 결함을 다시 검출하고 고배율 광학 시스템 또는 주사 전자 현미경(scanning electron microscope; SEM)을 사용하여 더 높은 해상도에서 결함에 대한 추가 정보를 생성하는 것을 수반한다. 따라서 결함 검토는 검사에 의해 결함이 검출된 웨이퍼 상의 이산 위치(discrete locations)에서 수행된다. 결함 검토에 의해 생성된 결함에 대한 더 높은 해상도의 데이터는 프로파일, 조도, 보다 정확한 크기 정보 등과 같은 결함의 속성을 결정하는 데 더 적합하다. Defect review usually entails redetecting defects that have been detected as defects by the inspection process and generating additional information about the defect at higher resolution using a high-magnification optical system or scanning electron microscope (SEM) . Thus, defect review is performed at discrete locations on the wafer where defects are detected by inspection. Higher resolution data on defects generated by defect review are better suited for determining the defect's properties, such as profile, roughness, and more accurate size information.

계측 프로세스는 또한 반도체 제조 프로세스 중 다양한 단계에서 사용되어 이 프로세스를 모니터링하고 제어한다. 계측 프로세스는 웨이퍼 상에서 결함이 검출되는 검사 프로세스와 달리, 현재 사용되는 검사 도구를 사용하여 결정될 수 없는 웨이퍼의 하나 이상의 특성을 측정하는 데 계측 프로세스가 사용된다는 점에서 검사 프로세스와 다르다. 예를 들어, 계측 프로세스는 예를 들어, 프로세스 동안에 웨이퍼 상에 형성된 피처의 치수(예컨대, 선폭, 두께 등)와 같은 웨이퍼의 하나 이상의 특성을 측정하는 데 사용되어, 이 프로세스의 성능이 하나 이상의 특성으로부터 결정될 수 있도록 한다. 또한, 웨이퍼의 하나 이상의 특성이 허용되지 않는 경우(예컨대, 특성(들)에 대해 미리 결정된 범위를 벗어남), 웨이퍼의 하나 이상의 특성 측정은, 프로세스에 의해 제조된 추가 웨이퍼가 허용 가능한 특성(들)을 갖도록 프로세스의 하나 이상의 파라미터를 변경하는 데 사용될 수 있다. Metrology processes are also used at various stages during the semiconductor manufacturing process to monitor and control this process. A metrology process differs from an inspection process in that a metrology process is used to measure one or more characteristics of a wafer that cannot be determined using currently used inspection tools, unlike an inspection process in which defects are detected on the wafer. For example, a metrology process may be used to measure one or more characteristics of a wafer, such as, for example, the dimensions of features formed on the wafer during the process (eg, line width, thickness, etc.), so that the performance of the process may be measured in one or more characteristics. can be determined from Further, if one or more characteristics of the wafer are unacceptable (e.g., outside a predetermined range for the characteristic(s)), then the measurement of one or more characteristics of the wafer determines whether additional wafers made by the process have the acceptable characteristic(s). can be used to change one or more parameters of a process to

계측 프로세스는, 검사에 의해 검출된 결함이 결함 검토에서 다시 방문(re-visit)되는 결함 검토 프로세스와 달리, 결함이 검출되지 않은 위치에서 계측 프로세스가 수행될 수 있다는 점에서 결함 검토 프로세스와도 다르다. 즉, 결함 검토와 달리, 웨이퍼에 대해 계측 프로세스가 수행되는 위치는 웨이퍼에 대해 수행된 검사 프로세스의 결과와는 무관할 수 있다. 특히, 계측 프로세스가 수행되는 위치는 검사 결과와 무관하게 선택될 수 있다. 또한, 계측이 수행되는 시편 상의 위치는 검사 결과와 무관하게 선택될 수 있기 때문에, 결함 검토가 수행될 웨이퍼 상의 위치가 웨이퍼에 대한 검사 결과가 생성되어 사용 가능할 때까지 결정될 수 없는 결함 검토와는 달리, 계측 프로세스가 수행되는 위치는 웨이퍼에 대한 검사 프로세스가 수행되기 전에 결정될 수 있다.The metrology process also differs from the defect review process in that the metrology process can be performed where no defects have been detected, unlike the defect review process in which defects detected by inspection are re-visited in the defect review. . That is, unlike defect review, the location at which a metrology process is performed on a wafer may be independent of the outcome of an inspection process performed on the wafer. In particular, the location where the metrology process is performed can be selected regardless of the inspection result. Also, unlike defect review, where the location on the wafer at which the defect review is to be performed cannot be determined until the inspection results for the wafer are generated and available, since the location on the specimen at which metrology is performed can be selected independently of the inspection result. , the location where the metrology process is performed can be determined before the inspection process is performed on the wafer.

위에서 설명한 것과 같은 품질 관리 유형 프로세스의 과제 중 하나는 하나의 이미지를 또 다른 이미지에 충분한 정확도로 정렬하는 것이다. 이미지 정렬은 일반적으로 테스트 이미지와 참조 이미지 간의 차이가 결정될 수 있도록 테스트 이미지를 참조 이미지에 정렬하기 위해 수행된다. 그런 다음, 이러한 차이는 검사 및 결함 검토의 경우 결함을 검출하고 계측의 경우 상대적 측정을 결정하는 데 사용될 수 있다. 따라서 분명히, 테스트 이미지와 참조 이미지가 정확하게 정렬되지 않으면 정렬 오류로 인해 이러한 프로세스에 의해 생성된 결과에 오류를 야기할 수 있다.One of the challenges of a quality control type process like the one described above is to align one image to another with sufficient accuracy. Image alignment is typically performed to align a test image to a reference image so that a difference between the test image and the reference image can be determined. These differences can then be used to detect defects in the case of inspection and defect review and to determine relative measurements in the case of metrology. Clearly, therefore, if the test image and the reference image are not precisely aligned, misalignment can lead to erroneous results in the results produced by this process.

현재 반도체 품질 제어 유형 프로세스에서 이미지 정렬에 사용되는 일부 방법은 두 개의 원시 이미지를 사용하고 정규화된 교차 상관(normalized cross correlation; NCC)으로 서로 직접 정렬한다. NCC는 두 샘플 간의 상관관계를 계산하는 통계 기반 방법이다. NCC의 가장 간단한 형태는 두 벡터 a와 b 사이의 각도의 코사인이다.Some methods currently used for image alignment in semiconductor quality control type processes take two raw images and align them directly to each other with normalized cross correlation (NCC). NCC is a statistics-based method for calculating the correlation between two samples. The simplest form of NCC is the cosine of the angle between two vectors a and b.

Figure pct00001
Figure pct00001

이 방법은 템플릿, 즉, 참조 이미지와 테스트 이미지가 명백한 공통 피처와 상대적으로 작은 노이즈를 갖는 경우에 효과적이고 실용적이다.This method is effective and practical when the templates, i.e., the reference image and the test image, have obvious common features and relatively little noise.

그러나 이미지 정렬을 위해 현재 사용되는 방법 및 시스템에는 여러 가지 단점이 있다. 예를 들어, 현재 사용되는 방법 및 시스템은 이미지의 수직 피처 또는 수평 피처에 대한 노이즈의 영향을 고려하지 않는다. 또한, 일부 이미지에서는 단지 소수의 수평 피처 또는 수직 피처만이 있으며, 노이즈에 의해 정렬 위치가 잘못 인도될 수 있다. However, currently used methods and systems for image alignment have several disadvantages. For example, currently used methods and systems do not consider the effect of noise on vertical or horizontal features of an image. Also, in some images there are only a few horizontal or vertical features, and the alignment position can be misled by noise.

따라서, 위에서 설명된 하나 이상의 단점을 갖지 않는, 시편의 이미지를 정렬하기 위한 시스템 및 방법을 개발하는 것이 유리할 것이다.Accordingly, it would be advantageous to develop a system and method for aligning an image of a specimen that does not have one or more of the disadvantages described above.

다양한 실시예의 이하의 설명은 결코 첨부된 청구항들의 요지를 한정하는 것으로서 해석되어서는 안된다.The following description of various embodiments should in no way be construed as limiting the subject matter of the appended claims.

일 실시예는 시편의 이미지를 정렬하기 위해 구성된 시스템에 관한 것이다. 시스템은 시편의 이미지를 생성하도록 구성된 이미징 서브시스템을 포함한다. 시스템은 또한, 이미징 서브시스템에 의해 시편에 대해 생성된 테스트 이미지에서 노이즈를 감소시켜 디노이징된(denoised) 테스트 이미지를 생성하도록 구성된 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템을 포함한다. 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템은 또한 적어도 수평 방향 또는 수직 방향으로 연장되는 디노이징된 테스트 이미지에서 하나 이상의 패터닝된 피처를 검출하도록 구성된다. 또한, 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템은, 검출된 하나 이상의 패터닝된 피처가 디노이징된 테스트 이미지에서 관심 영역(region of interest; ROI)으로서 위치되는 디노이징된 테스트 이미지의 영역을 지정하도록 구성된다. 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템은 또한, 디노이징된 테스트 이미지를 시편에 대한 참조 이미지에, 디노이징된 테스트 이미지에서의 ROI 및 참조 이미지에서의 대응하는 영역만을 사용하여 정렬하도록 구성된다. 이 시스템은 본 명세서에 설명된 바와 같이 또한 구성될 수 있다.One embodiment relates to a system configured for aligning an image of a specimen. The system includes an imaging subsystem configured to generate images of the specimen. The system also includes one or more computer subsystems configured to reduce noise in a test image generated of the specimen by the imaging subsystem to produce a denoised test image. The one or more computer subsystems are also configured to detect one or more patterned features in the denoised test image extending in at least a horizontal or vertical direction. Additionally, one or more computer subsystems are configured to designate a region of the denoised test image in which the detected one or more patterned features are located as a region of interest (ROI) in the denoised test image. The one or more computer subsystems are also configured to align the denoised test image to the reference image for the specimen using only the ROI in the denoised test image and the corresponding region in the reference image. This system may also be configured as described herein.

또 다른 실시예는 시편의 이미지를 정렬하기 위한 컴퓨터로 구현되는(computer-implemented) 방법에 관한 것이다. 방법은 전술된, 노이즈를 감소시키는 단계, 하나 이상의 패터닝된 피처를 검출하는 단계, 영역을 지정하는 단계, 및 정렬시키는 단계를 포함한다. 방법의 단계들은 전술된 바와 같이 구성된 이미징 서브시스템에 결합된 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템에 의해 수행된다.Another embodiment relates to a computer-implemented method for aligning an image of a specimen. The method includes the steps described above for reducing noise, detecting one or more patterned features, designating areas, and aligning. Method steps are performed by one or more computer subsystems coupled to the imaging subsystem configured as described above.

전술한 방법의 단계들 각각은 본 개시에서 더 설명된 바와 같이 수행될 수 있다. 전술된 방법의 실시예의 각각은 본 명세서에 설명된 임의의 다른 방법(들)의 임의의 다른 단계(들)를 포함할 수 있다. 방법은 본 명세서에서 설명된 시스템 중 어느 하나에 의해 수행될 수 있다.Each of the steps of the foregoing method may be performed as further described in this disclosure. Each of the embodiments of the method described above may include any other step(s) of any other method(s) described herein. The method may be performed by any of the systems described herein.

또 다른 실시예는 시편의 이미지를 정렬하기 위한 컴퓨터로 구현되는 방법을 수행하기 위해 컴퓨터 시스템 상에서 실행 가능한 프로그램 명령어를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 매체에 관한 것이다. 컴퓨터로 구현되는 방법은 전술된 방법의 단계들을 포함한다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 본 명세서에 설명된 바와 같이 또한 구성될 수 있다. 컴퓨터로 구현되는 방법의 단계들은 본 명세서에 또한 설명된 바와 같이 수행될 수 있다. 게다가, 프로그램 명령어가 실행 가능한 컴퓨터로 구현되는 방법은 본 명세서에 설명된 임의의 다른 방법(들)의 임의의 다른 단계(들)를 포함할 수 있다.Another embodiment relates to a non-transitory computer readable medium storing program instructions executable on a computer system to perform a computer implemented method for aligning an image of a specimen. The computer-implemented method includes the steps of the method described above. Computer readable media may also be configured as described herein. Steps of the computer-implemented method may be performed as also described herein. Moreover, the method by which the program instructions are implemented in an executable computer may include any other step(s) of any other method(s) described herein.

본 발명의 추가 장점은 첨부 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 이하의 상세한 설명의 이익을 갖는 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백해질 것이다.
도 1 및 2는 본 명세서에 설명된 바와 같이 구성된 시스템의 실시예의 측면도를 예시하는 개략도이다;
도 3은 디노이징 전후의 테스트 이미지의 예를 포함한다.
도 4 내지 도 6은 시편의 이미지를 정렬하기 위해 본 명세서에 설명된 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템에 의해 수행될 수 있는 단계들의 실시예를 예시하는 흐름도이다; 그리고
도 7은 컴퓨터 시스템이 본 명세서에 설명된 컴퓨터 구현 방법을 수행하게 하기 위한 프로그램 명령어를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체의 일 실시예를 예시하는 블록도이다.
본 발명이 다양한 수정 및 대안적인 형태가 가능하지만, 그 특정 실시예가 도면에 예로서 도시되어 있고, 본 명세서에 상세히 설명된다. 도면은 실제 축적대로 도시되어 있지 않을 수도 있다. 그러나, 도면 및 그 상세한 설명은 개시된 특정 형태에 본 발명을 제한하도록 의도된 것은 아니고, 반대로, 의도는 첨부된 청구항들에 의해 규정된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범주 내에 있는 모든 수정, 등가물 및 대안을 커버(cover)하기 위한 것이라는 것이 이해되어야 한다.
Further advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art having the benefit of the following detailed description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
1 and 2 are schematic diagrams illustrating side views of an embodiment of a system constructed as described herein;
3 includes examples of test images before and after denoising.
4-6 are flow diagrams illustrating embodiments of steps that may be performed by one or more computer subsystems described herein to align an image of a specimen; And
7 is a block diagram illustrating one embodiment of a non-transitory computer readable medium storing program instructions for causing a computer system to perform the computer implemented methods described herein.
Although this invention is capable of many modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are illustrated by way of example in the drawings and described in detail herein. The drawings may not be drawn to scale. However, the drawings and their detailed description are not intended to limit the invention to the particular forms disclosed; on the contrary, the intent is to all modifications, equivalents and alternatives within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It should be understood that it is intended to cover (cover).

이제, 도면을 참조하면, 도면은 실제 축적대로 도시되어 있는 것은 아니라는 것이 주목된다. 특히 도면의 요소의 일부의 축적은 요소의 특성을 강조하기 위해 상당히 과장되어 있다. 도면은 동일한 축적으로 도시되어 있지는 않다는 것이 또한 주목된다. 유사하게 구성될 수 있는 하나보다 많은 도면에 도시되어 있는 요소는 동일한 참조 부호를 사용하여 표시되어 있다. 본 명세서에 달리 지시되지 않으면, 설명되고 도시되어 있는 임의의 요소는 임의의 적합한 상업적으로 입수 가능한 요소를 포함할 수 있다.Referring now to the drawings, it is noted that the drawings are not drawn to scale. In particular, the scale of some of the elements in the drawings is greatly exaggerated to emphasize the characteristics of the elements. It is also noted that the drawings are not drawn to scale. Elements shown in more than one figure that may be similarly constructed are indicated using the same reference numerals. Unless otherwise indicated herein, any element described and illustrated may include any suitable commercially available element.

일 실시예는 시편의 이미지를 정렬하기 위해 구성된 시스템에 관한 것이다. 일부 실시예는 디노이징 및 관심 영역(ROI) 지정을 사용하여 예를 들어, 주사 전자 현미경(scanning electron microscope; SEM) 이미지와 같은 이미지의 정렬을 개선하는 것과 관련된다. 이미지 프로세싱 커뮤니티의 주요 과제 중 하나는 특히 목표가 서브픽셀 정확도 내에서 두 개의 이미지를 정렬하는 것인 경우 이미지 정렬이다. 예를 들어, 임의의 다른 구별 가능한 구조가 없는 (또는 제한된 구별 가능한 구조를 갖는) 반복적인 패터닝된 피처를 갖는 SEM 이미지와 같은 이미지가 있는 경우 문제가 훨씬 더 어려워진다. 여기에 설명된 실시예는 서브픽셀 정확도에 도달하기 위해 이미지 정렬을 개선하기 위한 새로운 방법 및 시스템을 도입한다. One embodiment relates to a system configured for aligning an image of a specimen. Some embodiments relate to improving alignment of images, eg, scanning electron microscope (SEM) images, using denoising and region-of-interest (ROI) designation. One of the major challenges in the image processing community is image alignment, especially when the goal is to align two images within sub-pixel accuracy. The problem becomes even more difficult when there are images, for example, SEM images with repetitive patterned features that lack any other distinguishable structures (or have limited distinguishable structures). The embodiments described herein introduce new methods and systems for improving image alignment to reach sub-pixel accuracy.

여기에 설명된 실시예는 예를 들어, SEM 테스트 및 참조 이미지를 포함하는 테스트 이미지와 참조 이미지 사이와 같은 이미지 정렬 프로세스의 정확도를 개선하는 데 사용될 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 자주 SEM 이미지는 상대적으로 노이즈가 있으며 픽셀 정확도 내에서 바람직하게 정렬된다. 이미지 정렬의 한 가지 주요 문제는 이미지에 아티팩트(즉, 노이즈)이 있는 경우 예를 들어, 에지(edges)와 같은 피처가 들쭉날쭉해지고(jagged) 평행선이 왜곡될 수 있다는 사실에서 비롯된다. 또한, 일부 이미지에는 단지 소수의 수평 피처 또는 수직 피처만이 있으며, 이러한 피처는 예를 들어, 정규화된 교차 상관(normalized cross correlation; NCC)과 같은 이미지 정렬 프로세스에서 노이즈가 갖는 것보다 작은 가중치를 가질 수 있다. 결과적으로 이미지에서 패터닝된 피처 에지의 조도로 인해 정렬 실패 가능성이 증가한다. Embodiments described herein may be used to improve the accuracy of an image alignment process, such as, for example, between a test image and a reference image including SEM test and reference images. As mentioned above, often SEM images are relatively noisy and are preferably aligned within pixel accuracy. One major problem with image alignment stems from the fact that if the image has artifacts (i.e., noise), for example, features such as edges may be jagged and parallel lines may be distorted. Also, some images have only a small number of horizontal or vertical features, and these features will have less weight than noise has in an image alignment process, for example normalized cross correlation (NCC). can As a result, the likelihood of misalignment increases due to the roughness of the patterned feature edges in the image.

본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이, 실시예는 개선된 이미지 정렬을 위한 새로운 접근법을 제공한다. 한 가지 접근법은 구조 기반 디노이징 방법을 사용하여 이미지를 디노이징하는 것을 포함한다. 또 다른 접근법은 특이값 분해(singular value decomposition; SVD)를 사용하여 이미지의 주요 피처만을 보존하여 원하는 결과를 달성하는 것이다. 이 두 가지 접근법을 결합하여 계산 예산이 허용하는 경우 정렬을 더욱 개선할 수도 있다. 또한, 여기에 추가로 설명된 바와 같이, 실시예는 이미지에서 수평 피처 또는 수직 피처를 검출하고, 이 퍼처를 관심 영역(ROI)으로 설정하고, 정렬 방법, 예를 들어, NCC에 대한 입력으로서 ROI만을 사용하는 것과 여기에 설명된 디노이징 접근법 중 하나를 결합한다. As further described herein, embodiments provide a new approach for improved image alignment. One approach involves denoising the image using a structure-based denoising method. Another approach is to use singular value decomposition (SVD) to preserve only the main features of the image to achieve the desired result. Combining these two approaches can even further improve alignment if your computational budget allows. In addition, as described further herein, an embodiment detects a horizontal feature or a vertical feature in an image, sets this aperture as a region of interest (ROI), and sets the ROI as an input to an alignment method, e.g., NCC. and one of the denoising approaches described here.

일 실시예에서, 시편은 웨이퍼이다. 웨이퍼는 반도체 분야에 공지된 임의의 웨이퍼를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 시편은 레티클이다. 레티클은 반도체 분야에 공지된 임의의 레티클을 포함할 수 있다. 일부 실시예는 웨이퍼 또는 웨이퍼들과 관련하여 여기에서 설명될 수 있지만, 실시예는 이들이 사용될 수 있는 시편에 제한되지 않는다. 예를 들어, 여기에 설명된 실시예는 예를 들어, 레티클, 평면 패널, 개인용 컴퓨터(personal computer; PC) 보드, 및 다른 반도체 시편과 같은 시편에 사용될 수 있다.In one embodiment, the specimen is a wafer. The wafer may include any wafer known in the semiconductor art. In another embodiment, the specimen is a reticle. The reticle may include any reticle known in the semiconductor art. Although some embodiments may be described herein with respect to a wafer or wafers, the embodiments are not limited to the specimens in which they may be used. For example, embodiments described herein may be used with specimens such as, for example, reticles, flat panels, personal computer (PC) boards, and other semiconductor specimens.

이러한 시스템의 일 실시예가 도 1에 도시된다. 일부 실시예에서, 시스템은 시편의 이미지를 생성하도록 구성된 이미징 서브시스템을 포함한다. 이미징 서브시스템은 적어도 에너지 소스 및 검출기를 포함할 수 있다. 에너지 소스는 시편에 지향되는 에너지를 생성하도록 구성된다. 검출기는 시편으로부터의 에너지를 검출하고 검출된 에너지에 응답하여 출력을 생성하도록 구성된다.One embodiment of such a system is shown in FIG. 1 . In some embodiments, the system includes an imaging subsystem configured to generate images of the specimen. The imaging subsystem may include at least an energy source and a detector. The energy source is configured to generate energy directed to the specimen. The detector is configured to detect energy from the specimen and generate an output in response to the detected energy.

일 실시예에서, 이미징 서브시스템은 광 기반 이미징 서브시스템이다. 예를 들어, 도 1에 도시된 시스템의 실시예에서, 이미징 서브시스템(10)은 광을 시편(14)에 지향시키도록 구성된 조명 서브시스템을 포함한다. 조명 서브시스템은 적어도 하나의 광원을 포함한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 조명 서브시스템은 광원(16)을 포함한다. 일 실시예에서, 조명 서브시스템은 하나 이상의 경사각 및/또는 하나 이상의 수직각을 포함할 수 있는 하나 이상의 입사각으로 광을 시편으로 지향시키도록 구성된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 광원(16)으로부터의 광은 광학 요소(18)를 거친 다음 렌즈(20)를 통해 빔 스플리터(21)에 지향되고, 빔 스플리터(21)는 광을 수직 입사각으로 시편(14)에 지향시킨다. 입사각은 임의의 적절한 입사각을 포함할 수 있으며, 이는 예를 들어, 시편의 특성 및 시편 상에서 수행될 프로세스에 따라 변화될 수 있다. In one embodiment, the imaging subsystem is a light-based imaging subsystem. For example, in the embodiment of the system shown in FIG. 1 , imaging subsystem 10 includes an illumination subsystem configured to direct light onto specimen 14 . The lighting subsystem includes at least one light source. For example, as shown in FIG. 1 , the lighting subsystem includes a light source 16 . In one embodiment, the illumination subsystem is configured to direct light onto the specimen at one or more angles of incidence, which may include one or more oblique angles and/or one or more vertical angles. For example, as shown in FIG. 1 , light from light source 16 is directed through optical element 18 and then through lens 20 to beam splitter 21, where beam splitter 21 transmits light. is directed at the specimen 14 at a normal angle of incidence. The angle of incidence may include any suitable angle of incidence, which may vary depending on, for example, the nature of the specimen and the process to be performed on the specimen.

조명 서브시스템은 상이한 시간들에 상이한 입사각들로 광을 시편으로 지향시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이미징 서브시스템은 광이 도 1에 도시된 것과는 상이한 입사각으로 시편에 지향될 수 있도록 조명 서브시스템의 하나 이상의 요소의 하나 이상의 특성을 변경하도록 구성될 수 있다. 그러한 일 예에서, 이미징 서브시스템은 광원(16), 광학 요소(18), 및 렌즈(20)를 이동시켜 다른 입사각으로 광이 시편에 지향되도록 구성될 수 있다. The illumination subsystem can be configured to direct light to the specimen at different times and at different angles of incidence. For example, the imaging subsystem can be configured to change one or more properties of one or more elements of the illumination subsystem such that light can be directed to the specimen at a different angle of incidence than shown in FIG. 1 . In one such example, the imaging subsystem may be configured to move light source 16, optical element 18, and lens 20 to direct light at different angles of incidence to the specimen.

경우에 따라, 이미징 서브시스템은 동시에 하나 보다 많은 입사각에서 광을 시편으로 지향하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이미징 서브시스템은 하나보다 많은 조명 채널을 포함할 수 있고, 조명 채널들 중 하나는 도 1에 도시된 바와 같이 광원(16), 광학 요소(18) 및 렌즈(20)를 포함할 수 있으며, 조명 채널들(도시되지 않음) 중 또 다른 하나는 상이하거나 또는 동일하게 구성될 수 있는 유사한 요소들을 포함할 수 있거나, 또는 적어도 광원 및 가능하게는 예를 들어, 본 명세서에 추가로 설명된 것과 같은 하나 이상의 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다. 이러한 광이 다른 광과 동시에 시편으로 지향되면, 상이한 입사각들에서 시편으로 지향되는 광의 하나 이상의 특성(예컨대, 파장, 편광 등)은, 상이한 입사각들에서 시편의 조명으로부터 발생되는 광이 검출기(들)에서 서로 구별될 수 있도록 상이할 수 있다. Optionally, the imaging subsystem can be configured to direct light onto the specimen at more than one angle of incidence at the same time. For example, an imaging subsystem may include more than one illumination channel, and one of the illumination channels may include light source 16, optical element 18, and lens 20 as shown in FIG. and another one of the illumination channels (not shown) may include similar elements that may be configured differently or identically, or at least a light source and possibly as described further herein, for example. may contain one or more other components, such as If this light is directed to the specimen at the same time as other light, one or more properties (eg, wavelength, polarization, etc.) of the light directed to the specimen at different angles of incidence will cause the light resulting from illumination of the specimen at the different angles of incidence to be detected by the detector(s). may be different so that they can be distinguished from each other.

또 다른 예에서, 조명 서브시스템은 단지 하나의 광원(예컨대, 도 1에 도시된 소스(16))을 포함할 수 있으며, 광원으로부터의 광은 조명 서브시스템의 하나 이상의 광학 요소(도시되지 않음)에 의해(예컨대, 파장, 편광 등에 기초하여) 상이한 광학 경로들로 분리될 수 있다. 그런 다음, 상이한 광학 경로들 각각의 광은 시편에 지향될 수 있다. 다수의 조명 채널들은 동일한 시간 또는 상이한 시간에(예컨대, 상이한 조명 채널들이 순차적으로 시편을 조명하는데 사용되는 경우) 시편에 광을 지향시키도록 구성될 수 있다. 또 다른 예에서, 동일한 조명 채널은 상이한 시간들에 상이한 특성들을 갖는 광을 시편에 지향시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 경우들에서, 광학 요소(18)는 스펙트럼 필터로서 구성될 수 있고, 스펙트럼 필터의 특성은 상이한 파장의 광이 상이한 시간에 시편으로 지향될 수 있도록 다양한 상이한 방식으로(예컨대, 스펙트럼 필터를 교체함으로써) 변화시킬 수 있다. 조명 서브시스템은 상이하거나 또는 동일한 특성들을 갖는 광을 상이하거나 또는 동일한 입사각으로 순차적으로 또는 동시에 시편에 지향시키기 위해 당업계에 공지된 임의의 다른 적절한 구성을 가질 수 있다.In another example, the lighting subsystem may include only one light source (eg, source 16 shown in FIG. 1 ), and the light from the light source may be directed to one or more optical elements (not shown) of the lighting subsystem. (e.g., based on wavelength, polarization, etc.) into different optical paths. Light from each of the different optical paths can then be directed to the specimen. Multiple illumination channels may be configured to direct light to the specimen at the same time or at different times (eg, when different illumination channels are used to sequentially illuminate the specimen). In another example, the same illumination channel can be configured to direct light with different characteristics to the specimen at different times. For example, in some cases, optical element 18 may be configured as a spectral filter, the properties of which may be configured in a variety of different ways (e.g., spectral by replacing the filter). The illumination subsystem may have any other suitable configuration known in the art for directing light having different or identical characteristics to the specimen sequentially or simultaneously at different or equal angles of incidence.

일 실시예에서, 광원(16)은 광대역 플라즈마(broadband plasma; BBP) 광원을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 광원에 의해 생성되고 시편으로 지향되는 광은 광대역 광을 포함할 수 있다. 그러나, 광원은 당업계에 공지된 임의의 적절한 레이저를 포함할 수 있고 예를 들어, 당업계에 공지된 임의의 적절한 파장(들)에서 광을 생성하도록 구성될 수 있는 레이저와 같은 임의의 다른 적절한 광원을 포함할 수 있다. 또한, 레이저는 단색 또는 거의 단색인 광을 생성하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 레이저는 협대역 레이저일 수 있다. 광원은 또한 다수의 이산 파장들 또는 파장 대역들에서 광을 생성하는 다색 광원을 포함할 수 있다.In one embodiment, light source 16 may include a broadband plasma (BBP) light source. In this way, the light generated by the light source and directed to the specimen may include broadband light. However, the light source can include any suitable laser known in the art and can be configured to produce light at any suitable wavelength(s) known in the art, for example any other suitable laser. A light source may be included. Also, the laser can be configured to produce monochromatic or nearly monochromatic light. In this way, the laser may be a narrowband laser. The light source may also include a polychromatic light source that produces light at multiple discrete wavelengths or wavelength bands.

광학 요소(18)로부터의 광은 렌즈(20)에 의해 빔 스플리터(21)로 포커싱될 수 있다. 비록 렌즈(20)가 단일 굴절 광학 요소로서 도 1에 도시되어 있지만, 실제로 렌즈(20)는 조합되어 광학 요소로부터의 광을 시편에 포커싱하는 다수의 굴절 및/또는 반사 광학 요소들을 포함할 수 있다. 도 1에 도시되고 본 명세서에 설명된 조명 서브시스템은 임의의 다른 적절한 광학 요소(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이러한 광학 요소들의 예시들은 당업계에 공지된 임의의 그러한 적절한 광학 요소들을 포함할 수 있는 편광 성분(들), 스펙트럼 필터(들), 공간 필터(들), 반사 광학 요소(들), 아포다이저(들), 빔 스플리터(들), 애퍼처(들) 등을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 또한, 이 시스템은 이미징에 사용되는 조명 유형에 기초하여 조명 서브시스템의 하나 이상의 요소를 변경하도록 구성될 수 있다. Light from optical element 18 may be focused by lens 20 to beam splitter 21 . Although lens 20 is shown in FIG. 1 as a single refractive optical element, in practice lens 20 may include multiple refractive and/or reflective optical elements that combine to focus light from the optical elements onto a specimen. . The illumination subsystem shown in FIG. 1 and described herein may include any other suitable optical element (not shown). Examples of such optical elements include polarization component(s), spectral filter(s), spatial filter(s), reflective optical element(s), apodizers, which may include any such suitable optical elements known in the art. (s), beam splitter(s), aperture(s), etc., but are not limited thereto. Additionally, the system may be configured to change one or more elements of the illumination subsystem based on the type of illumination used for imaging.

이미징 서브시스템은 또한 광이 시편 위에서 스캐닝되도록 구성된 스캐닝 서브시스템을 또한 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미징 서브시스템은 이미징 중에 시편(14)이 배치되는 스테이지(22)를 포함할 수 있다. 스캐닝 서브시스템은 광이 시편 위에서 스캐닝될 수 있도록 시편을 이동시키도록 구성될 수 있는 임의의 적절한 기계적 및/또는 로봇식 조립체(스테이지(22)를 포함함)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 이미징 서브시스템은 이미징 서브시스템의 하나 이상의 광학 요소가 시편 위의 광의 일부 스캐닝을 수행하도록 구성될 수 있다. 광은 임의의 적절한 방식으로 시편 위에서 스캐닝될 수 있다. The imaging subsystem may also include a scanning subsystem configured such that light is scanned over the specimen. For example, the imaging subsystem may include stage 22 on which specimen 14 is placed during imaging. The scanning subsystem may include any suitable mechanical and/or robotic assembly (including stage 22) that may be configured to move the specimen such that light may be scanned over the specimen. Additionally or alternatively, the imaging subsystem may be configured such that one or more optical elements of the imaging subsystem perform some scanning of light over the specimen. The light can be scanned over the specimen in any suitable manner.

이미징 서브시스템은 하나 이상의 검출 채널을 더 포함한다. 하나 이상의 검출 채널 중 적어도 하나는 이미징 서브시스템에 의한 시편의 조명으로 인해 시편으로부터의 광을 검출하고 그 검출된 광에 응답하여 출력을 생성하도록 구성된 검출기를 포함한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 이미징 서브시스템은 하나의 채널이 수집기(24), 요소(26) 및 검출기(28)에 의해 형성되고 또 다른 채널이 수집기(30), 요소(32) 및 검출기(34)에 의해 형성되는 2개의 검출 채널을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 2개의 검출 채널은 상이한 수집 각도에서 광을 수집하고 검출하도록 구성된다. 일부 예들에서, 하나의 검출 채널은 정반사된 광을 검출하도록 구성되고, 다른 검출 채널은 시편으로부터 정반사되지 않은(예컨대, 산란, 회절 등) 광을 검출하도록 구성된다. 그러나, 2개 이상의 검출 채널은 시편으로부터 동일한 유형의 광(예컨대, 정반사성으로 반사된 광)을 검출하도록 구성될 수 있다. 도 1은 2개의 검출 채널을 포함하는 이미징 서브시스템의 실시예를 도시하지만, 이미징 서브시스템은 상이한 수의 검출 채널(예컨대, 단지 하나의 검출 채널 또는 2개 이상의 검출 채널들)을 포함할 수 있다. 수집기들 각각은 단일 굴절 광학 요소로서 도 1에 도시되어 있지만, 수집기들의 각각은 하나 이상의 굴절 광학 요소(들) 및/또는 하나 이상의 반사 광학 요소(들)를 포함할 수 있다.The imaging subsystem further includes one or more detection channels. At least one of the one or more detection channels includes a detector configured to detect light from the specimen due to illumination of the specimen by the imaging subsystem and to generate an output in response to the detected light. For example, the imaging subsystem shown in FIG. 1 has one channel formed by collector 24, element 26 and detector 28 and another channel formed by collector 30, element 32 and detector 28. (34). As shown in Figure 1, the two detection channels are configured to collect and detect light at different collection angles. In some examples, one detection channel is configured to detect specularly reflected light and the other detection channel is configured to detect light that is not specularly reflected (eg, scattered, diffracted, etc.) from the specimen. However, two or more detection channels may be configured to detect the same type of light (eg, specularly reflected light) from the specimen. 1 shows an embodiment of an imaging subsystem that includes two detection channels, the imaging subsystem may include a different number of detection channels (eg, just one detection channel or two or more detection channels). . Although each of the collectors is shown in FIG. 1 as a single refractive optical element, each of the collectors may include one or more refractive optical element(s) and/or one or more reflective optical element(s).

하나 이상의 검출 채널은 예를 들어, 광증배관(photo-multiplier tubes; PMT), 전하 결합 디바이스(charge coupled devices; CCD), 시간 지연 적분(time delay integration; TDI) 카메라와 같은 당업계에 공지된 임의의 적합한 검출기를 포함할 수 있다. 검출기는 또한 비이미징 검출기 또는 이미징 검출기를 포함할 수 있다. 검출기가 비이미징 검출기인 경우, 각각의 검출기는 예를 들어, 강도와 같은 산란된 광의 특정 특성들을 검출하도록 구성될 수 있지만, 예를 들어, 이미징 평면 내의 위치의 함수와 같은 특성을 검출하도록 구성되지는 않을 수 있다. 이와 같이, 각각의 검출 채널에 포함된 각각의 검출기에 의해 생성되는 출력은 신호 또는 데이터일 수 있지만, 이미지 신호 또는 이미지 데이터가 아닐 수 있다. 그러한 경우에, 예를 들어, 시스템의 컴퓨터 서브시스템(36)과 같은 컴퓨터 서브시스템은 검출기의 비이미징 출력으로부터 시편의 이미지를 생성하도록 구성될 수 있다. 그러나, 다른 경우에, 검출기는 이미징 신호 또는 이미지 데이터를 생성하도록 구성된 이미징 검출기로서 구성될 수 있다. 따라서, 시스템은 다수의 방식으로 이미지를 생성하도록 구성될 수 있다.The one or more detection channels may be any known in the art, such as, for example, photo-multiplier tubes (PMT), charge coupled devices (CCD), time delay integration (TDI) cameras. of suitable detectors. The detector may also include a non-imaging detector or an imaging detector. Where the detectors are non-imaging detectors, each detector may be configured to detect certain characteristics of the scattered light, such as, for example, intensity, but not configured to detect characteristics, such as, for example, as a function of position within the imaging plane. may not be As such, the output produced by each detector included in each detection channel may be a signal or data, but may not be an image signal or image data. In such a case, a computer subsystem, such as, for example, computer subsystem 36 of the system, may be configured to generate an image of the specimen from the non-imaging output of the detector. In other cases, however, the detector may be configured as an imaging detector configured to generate an imaging signal or image data. Accordingly, the system can be configured to generate images in a number of ways.

도 1은 본 명세서에 설명된 시스템 실시예에 포함될 수 있는 이미징 서브시스템의 구성을 일반적으로 예시하기 위해 본 명세서에 제공된다. 명백하게, 본 명세서에서 설명된 이미징 서브시스템 구성은 상용 이미징 시스템을 설계할 때 정상적으로 수행되는 시스템의 성능을 최적화하도록 변경될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 시스템은 예를 들어, KLA로부터 상업적으로 입수 가능한 29xx 및 39xx 시리즈의 도구들과 같은 기존 이미징 시스템을 사용하여(예컨대, 기존의 검사 시스템에 본 명세서에 설명된 기능성을 추가함으로써) 구현될 수 있다. 일부 이러한 시스템에 대해, 본 명세서에 설명된 실시예는 이미징 시스템의 선택적 기능성으로서(예컨대, 이미징 시스템의 다른 기능성에 추가하여) 제공될 수 있다. 대안적으로, 본 명세서에 설명된 이미징 서브시스템은 완전하게 신규한 이미징 시스템을 제공하기 위해 "처음부터(from scratch)" 설계될 수 있다. 1 is provided herein to generally illustrate the configuration of an imaging subsystem that may be included in system embodiments described herein. Obviously, when designing a commercial imaging system, the imaging subsystem configurations described herein may be altered to optimize the system's performance as it normally performs. Additionally, the systems described herein can be used with existing imaging systems, such as, for example, the 29xx and 39xx series of tools commercially available from KLA (e.g., by adding the functionality described herein to an existing inspection system). by doing) can be implemented. For some such systems, the embodiments described herein may be provided as optional functionality of the imaging system (eg, in addition to other functionality of the imaging system). Alternatively, the imaging subsystem described herein can be designed “from scratch” to provide a completely novel imaging system.

시스템의 컴퓨터 서브시스템(36)은 컴퓨터 서브시스템이 시편의 스캐닝 동안 검출기에 의해 생성된 출력을 수신할 수 있도록 임의의 적절한 방식으로(예컨대, "유선" 및/또는 "무선" 전송 매체를 포함할 수 있는 하나 이상의 전송 매체를 통해) 이미징 서브시스템의 검출기에 결합될 수 있다. 컴퓨터 서브시스템(36)은 본 명세서에 설명된 바와 같은 검출기의 출력 및 본 명세서에 추가로 설명된 임의의 다른 기능들을 사용하여 다수의 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 이 컴퓨터 서브시스템은 본 명세서에 설명된 바와 같이 추가로 구성될 수 있다.Computer subsystem 36 of the system may include in any suitable manner (e.g., "wired" and/or "wireless" transmission media) such that the computer subsystem can receive output generated by the detector during scanning of the specimen. may be coupled to a detector of the imaging subsystem (via one or more transmission media that may be capable of). Computer subsystem 36 may be configured to perform a number of functions using the output of the detector as described herein and any other functions described further herein. This computer subsystem may be further configured as described herein.

이 컴퓨터 서브시스템(및 본 명세서에서 설명된 다른 컴퓨터 서브시스템)은 또한, 본 명세서에서 컴퓨터 시스템(들)으로서 지칭될 수 있다. 본 명세서에 설명된 컴퓨터 서브시스템(들) 또는 시스템(들)의 각각은 퍼스널 컴퓨터 시스템, 이미지 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터 시스템, 워크스테이션, 네트워크 기기, 인터넷 기기, 또는 다른 디바이스를 포함하는 다양한 형태를 취할 수 있다. 일반적으로, 용어 "컴퓨터 시스템"은 메모리 매체로부터의 명령어를 실행하는 하나 이상의 프로세서를 갖는 임의의 디바이스를 포함하도록 광범위하게 정의될 수 있다. 컴퓨터 서브시스템(들) 또는 시스템(들)은 또한 예를 들어, 병렬 프로세서와 같은 당업계에 공지된 임의의 적합한 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터 서브시스템(들) 또는 시스템(들)은 고속 프로세싱 및 소프트웨어를 갖는 컴퓨터 플랫폼을 독립형 또는 네트워크형 도구로서 포함할 수 있다.This computer subsystem (and other computer subsystems described herein) may also be referred to herein as computer system(s). Each of the computer subsystem(s) or system(s) described herein may take a variety of forms including a personal computer system, image computer, mainframe computer system, workstation, network appliance, Internet appliance, or other device. can In general, the term "computer system" can be broadly defined to include any device having one or more processors that execute instructions from a memory medium. The computer subsystem(s) or system(s) may also include any suitable processor known in the art, such as, for example, a parallel processor. Additionally, the computer subsystem(s) or system(s) may include a computer platform with high-speed processing and software as a stand-alone or networked tool.

이 시스템이 하나보다 많은 서브시스템을 포함하면, 상이한 컴퓨터 서브시스템이 서로 결합될 수 있어서, 이미지, 데이터, 정보, 명령어 등이 컴퓨터 서브시스템들 간에 송신될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 서브시스템(36)은 당업계에 공지된 임의의 적합한 유선 및/또는 무선 전송 매체를 포함할 수 있는 임의의 적절한 전송 매체에 의해 컴퓨터 서브시스템들(102)에(도 1에서 점선으로 도시된 바와 같이) 접속될 수 있다. 이러한 컴퓨터 서브시스템들 중 2개 이상은 또한 공유된 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(도시되지 않음)에 의해 효과적으로 결합될 수 있다. If the system includes more than one subsystem, the different computer subsystems can be coupled together so that images, data, information, instructions, etc. can be transferred between the computer subsystems. For example, computer subsystem 36 may communicate with computer subsystems 102 (in FIG. 1) by any suitable transmission medium, which may include any suitable wired and/or wireless transmission media known in the art. as shown by dotted lines). Two or more of these computer subsystems may also be effectively coupled by a shared computer readable storage medium (not shown).

이미징 서브시스템이 광학 또는 광 기반 서브시스템인 것으로 위에서 설명되었지만, 또 다른 실시예에서, 이미징 서브시스템은 전자 기반 이미징 서브시스템이다. 예를 들어, 일 실시예에서, 시편에 지향된 에너지는 전자를 포함하고, 시편으로부터 검출된 에너지는 전자를 포함한다. 이러한 방식으로, 에너지 소스는 전자빔 소스일 수 있다. 도 2에 도시된 하나의 그러한 실시예에서, 이미징 서브시스템은 컴퓨터 서브시스템(124)에 결합되는 전자 컬럼(electron column)(122)을 포함한다. Although the imaging subsystem is described above as being an optical or light-based subsystem, in another embodiment, the imaging subsystem is an electronic-based imaging subsystem. For example, in one embodiment, the energy directed to the specimen includes electrons and the energy detected from the specimen includes electrons. In this way, the energy source may be an electron beam source. In one such embodiment shown in FIG. 2 , the imaging subsystem includes an electron column 122 coupled to a computer subsystem 124 .

도 2에 또한 도시된 바와 같이, 전자 컬럼은 하나 이상의 요소(130)에 의해 시편(128)에 포커싱되는 전자를 생성하도록 구성된 전자빔 소스(126)를 포함한다. 전자빔 소스는 예를 들어, 캐소드 소스 또는 방출기 팁(emitter tip)을 포함할 수 있고, 하나 이상의 요소(130)는 예를 들어, 건 렌즈(gun lens), 애노드, 빔 제한 애퍼처(beam limiting aperture), 게이트 밸브, 빔 전류 선택 애퍼처, 대물렌즈, 및 스캐닝 서브시스템을 포함할 수 있는 데, 이들 모두는 당 기술 분야에 공지되어 있는 임의의 이러한 적합한 요소를 포함할 수 있다. As also shown in FIG. 2 , the electron column includes an electron beam source 126 configured to generate electrons that are focused on a specimen 128 by one or more elements 130 . The electron beam source may include, for example, a cathode source or an emitter tip, and one or more elements 130 may include, for example, a gun lens, an anode, a beam limiting aperture ), a gate valve, a beam current selection aperture, an objective lens, and a scanning subsystem, all of which may include any such suitable elements known in the art.

시편으로부터 복귀된 전자(예컨대, 2차 전자)는 하나 이상의 요소(132)에 의해 검출기(134)에 포커싱될 수 있다. 하나 이상의 요소(132)는 예를 들어, 요소(들)(130) 내에 포함된 동일한 스캐닝 서브시스템일 수 있는 스캐닝 서브시스템을 포함할 수 있다. Electrons (eg, secondary electrons) returned from the specimen may be focused to detector 134 by one or more elements 132 . One or more elements 132 may include a scanning subsystem, which may be, for example, the same scanning subsystem included within element(s) 130 .

전자 컬럼은 당 기술 분야에 공지된 임의의 다른 적합한 요소를 포함할 수 있다. 게다가, 전자 컬럼은 2014년 4월 4일에 발행된 지앙(Jiang) 등의 미국 특허 제8,664,594호, 2014년 4월 8일에 발행된 코지마(Kojima) 등의 미국 특허 제8,692,204호, 2014년 4월 15일에 발행된 거븐스(Gubbens) 등의 미국 특허 제8,698,093호, 및 2014년 5월 6일에 발행된 맥도널드(MacDonald) 등의 미국 특허 제8,716,662호에 설명된 바와 같이 또한 구성될 수도 있는 데, 이들 미국 특허는 본 명세서에 완전히 설명된 것처럼 참조로서 합체되어 있다. The electron column may include any other suitable element known in the art. Additionally, electronic columns are disclosed in US Pat. No. 8,664,594 to Jiang et al., issued Apr. 4, 2014, and U.S. Patent No. 8,692,204 to Kojima et al., issued Apr. 8, 2014, Apr. 2014 may also be configured as described in U.S. Patent No. 8,698,093 to Gubbens et al, issued May 15, and U.S. Patent No. 8,716,662 to MacDonald et al, issued May 6, 2014 However, these US patents are incorporated by reference as if fully set forth herein.

전자 컬럼은 전자가 입사의 경사각에서 시편에 지향되고 또 다른 경사각에서 시편으로부터 산란되도록 구성되는 것으로서 도 2에 도시되어 있지만, 전자빔은 임의의 적합한 각도로 시편에 지향되고 시편으로부터 산란될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 전자빔 서브시스템은 (예컨대, 상이한 조명 각도들, 수집 각도들 등으로) 시편의 이미지를 생성하기 위해 다수의 모드를 사용하도록 구성될 수 있다. 전자빔 서브시스템의 다수의 모드는 서브시스템의 임의의 이미지 생성 파라미터(들)에서 다를 수 있다.Although the electron column is shown in Figure 2 as being configured such that electrons are directed at the specimen at an oblique angle of incidence and scattered from the specimen at another oblique angle, it is understood that the electron beam may be directed at and scattered from the specimen at any suitable angle. It should be. Additionally, the e-beam subsystem can be configured to use multiple modes to generate images of the specimen (eg, at different illumination angles, collection angles, etc.). The multiple modes of the e-beam subsystem may differ in any image generation parameter(s) of the subsystem.

컴퓨터 서브시스템(124)은 전술된 바와 같이 검출기(134)에 결합될 수 있다. 검출기는 시편의 표면으로부터 복귀되어 이에 의해 시편의 전자빔 이미지를 형성하는 전자를 검출할 수 있다. 전자빔 이미지는 임의의 적절한 전자빔 이미지를 포함할 수 있다. 컴퓨터 서브시스템(124)은 검출기의 출력 및/또는 전자빔 이미지를 사용하여 본 명세서에 설명된 기능들 중 임의의 것을 수행하도록 구성될 수 있다. 컴퓨터 서브시스템(124)은 본 명세서에 설명된 임의의 추가적인 단계(들)를 수행하도록 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 이미징 서브시스템을 포함하는 시스템은 여기에 설명된 바와 같이 추가로 구성될 수 있다.Computer subsystem 124 may be coupled to detector 134 as described above. The detector can detect electrons that return from the surface of the specimen and thereby form an electron beam image of the specimen. The electron beam image may include any suitable electron beam image. Computer subsystem 124 may be configured to perform any of the functions described herein using the output of the detector and/or the electron beam image. Computer subsystem 124 may be configured to perform any additional step(s) described herein. A system that includes the imaging subsystem shown in FIG. 2 may be further configured as described herein.

도 2는 본 명세서에 설명된 실시예에 포함될 수 있는 전자 기반 이미징 서브시스템의 구성을 일반적으로 예시하기 위해 본 개시에서 제공된다. 위에서 설명된 광학 서브시스템과 마찬가지로, 본 개시에서 설명된 전자빔 서브시스템 구성은 상업적 이미징 시스템을 설계할 때 일반적으로 수행되는 서브시스템의 성능을 최적화하도록 변경될 수 있다. 또한, 여기에 설명된 시스템은 기존 이미징 시스템을 사용하여(예컨대, 여기에 설명된 기능성을 기존 시스템에 추가함으로써) 구현될 수 있다. 일부 이러한 시스템에 대해, 본 명세서에 설명된 실시예는 시스템의 선택적 기능성으로서(예컨대, 시스템의 다른 기능성에 추가하여) 제공될 수도 있다. 대안적으로, 본 명세서에 설명된 시스템은 완전하게 신규한 시스템을 제공하기 위해 "처음부터(from scratch)" 설계될 수도 있다. 2 is provided in this disclosure to generally illustrate the configuration of an electronics-based imaging subsystem that may be included in an embodiment described herein. As with the optical subsystems described above, the e-beam subsystem configurations described in this disclosure can be modified to optimize the performance of the subsystems, which is commonly done when designing commercial imaging systems. In addition, the systems described herein may be implemented using existing imaging systems (eg, by adding the functionality described herein to existing systems). For some such systems, the embodiments described herein may be provided as optional functionality of the system (eg, in addition to other functionality of the system). Alternatively, the system described herein may be designed “from scratch” to provide a completely novel system.

이미징 서브시스템이 광 기반 또는 전자빔 기반 서브시스템인 것으로 위에서 설명되었지만, 이미징 서브시스템은 이온 빔 기반 서브시스템일 수 있다. 이러한 이미징 서브시스템은 전자빔 소스가 당업계에 알려진 임의의 적절한 이온빔 소스로 대체될 수 있다는 점을 제외하고는 도 2에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 따라서 일 실시예에서 시편에 지향되는 에너지는 이온을 포함한다. 또한, 이미징 서브시스템은 예를 들어, 상업적으로 입수 가능한 포커싱된 이온 빔(focused ion beam; FIB) 시스템, 헬륨 이온 현미경 검사(helium ion microscopy; HIM) 시스템 및 2차 이온 질량 분광학(secondary ion mass spectroscopy; SIMS) 시스템에 포함된 것과 같은 임의의 다른 적합한 이온 빔 기반 이미징 서브시스템일 수 있다. Although the imaging subsystem is described above as being a light based or electron beam based subsystem, the imaging subsystem may be an ion beam based subsystem. This imaging subsystem may be configured as shown in FIG. 2 except that the electron beam source may be replaced with any suitable ion beam source known in the art. Thus, in one embodiment, the energy directed at the specimen includes ions. In addition, imaging subsystems include, for example, commercially available focused ion beam (FIB) systems, helium ion microscopy (HIM) systems, and secondary ion mass spectroscopy. ; SIMS) system.

여기에 설명된 이미징 서브시스템은 다수의 모드들을 가진 시편의 출력, 예를 들어, 이미지를 생성하도록 구성될 수 있다. 일반적으로 "모드"는 시편의 이미지를 생성하는 데 사용되는 이미징 서브시스템의 파라미터 값(또는 시편의 이미지를 생성하는 데 사용되는 출력)에 의해 정의된다. 따라서, 모드는 이미징 서브시스템의 파라미터 중 적어도 하나에 대해 값이 상이할 수 있다(출력이 생성되는 시편 상의 위치 제외). 예를 들어, 광학 서브시스템에서, 상이한 모드들은 조명을 위해 상이한 파장(들)의 광을 사용할 수 있다. 모드는 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이(예컨대, 상이한 모드에 대해 상이한 광원, 상이한 스펙트럼 필터 등을 사용함으로써) 조명 파장에서 상이할 수 있다. 또 다른 예에서, 상이한 모드는 광학 서브시스템의 상이한 조명 채널을 사용할 수 있다. 예를 들어, 위에서 언급했듯이, 광학 서브시스템은 1개보다 많은 조명 채널을 포함할 수 있다. 이와 같이, 상이한 모드에 대해 상이한 조명 채널이 사용될 수 있다. 모드들은 또한 또는 대안적으로 광학 서브시스템의 하나 이상의 수집/검출 파라미터에서 다를 수 있다. 모드는 이미징 서브시스템의 하나 이상의 변경 가능한 파라미터(예컨대, 조명 편광(들), 각도(들), 파장(들) 등, 검출 편광(들), 각도(들), 파장(들) 등)에서 상이할 수 있다. 이미징 서브시스템은 예를 들어, 동시에 시편을 스캔하기 위해 다수의 모드를 사용하는 능력에 따라 동일한 스캔 또는 상이한 스캔에서 상이한 모드로 시편을 스캔하도록 구성될 수 있다. An imaging subsystem described herein may be configured to generate an output, eg, an image, of a specimen having multiple modes. A “mode” is usually defined by the value of a parameter of the imaging subsystem used to generate an image of the specimen (or output used to generate an image of the specimen). Thus, the modes may have different values for at least one of the parameters of the imaging subsystem (except for the location on the specimen at which the output is generated). For example, in an optical subsystem, different modes may use different wavelength(s) of light for illumination. The modes may differ in illumination wavelength (eg, by using different light sources, different spectral filters, etc. for different modes) as described further herein. In another example, different modes may use different illumination channels of the optical subsystem. For example, as noted above, an optical subsystem may include more than one illumination channel. As such, different illumination channels can be used for different modes. The modes may also or alternatively differ in one or more collection/detection parameters of the optical subsystem. Modes differ in one or more changeable parameters of the imaging subsystem (e.g., illumination polarization(s), angle(s), wavelength(s), etc., detection polarization(s), angle(s), wavelength(s), etc.) can do. The imaging subsystem may be configured to scan the specimen in different modes, either in the same scan or in different scans, for example with the ability to use multiple modes to scan the specimen simultaneously.

유사한 방식으로, 전자빔 서브시스템에 의해 생성된 출력은 전자빔 서브시스템의 파라미터의 2개 이상의 상이한 값을 사용해 전자빔 서브시스템에 의해 생성된 출력, 예를 들어, 이미지를 포함할 수 있다. 전자빔 서브시스템의 다수의 모드는 시편에 대해 출력 및/또는 이미지를 생성하는 데 사용되는 전자빔 서브시스템의 파라미터 값에 의해 정의될 수 있다. 따라서 모드는 전자빔 서브시스템의 전자빔 파라미터 중 적어도 하나에 대해 값이 상이할 수 있다. 예를 들어, 상이한 모드들은 조명에 대해 상이한 입사각들을 사용할 수 있다. In a similar manner, the output produced by the e-beam subsystem may include an output, eg, an image, produced by the e-beam subsystem using two or more different values of a parameter of the e-beam subsystem. A number of modes of the e-beam subsystem may be defined by values of parameters of the e-beam subsystem used to generate outputs and/or images for the specimen. Thus, the modes may have different values for at least one of the e-beam parameters of the e-beam subsystem. For example, different modes may use different angles of incidence for illumination.

본 개시에서 설명되고 도 1 및 2에 도시된 서브시스템은 하나 이상의 파라미터에서 수정되어, 사용될 애플리케이션에 따라 상이한 이미징 능력을 제공할 수 있다. 하나의 그러한 예에서, 도 1에 도시된 이미징 서브시스템은, 검사에 대해서보다는 결함 검토 또는 계측에 대해 사용되는 경우 더 높은 해상도를 갖도록 구성될 수 있다. 즉, 도 1 및 2에 도시된 이미징 서브시스템의 실시예는 상이한 애플리케이션에 다소 적합한 상이한 출력 생성 능력을 갖는 이미징 서브시스템을 생산하기 위해 당업자에게 명백할 다수의 방식으로 맞춤화될 수 있는 이미징 서브시스템에 대한 일부 일반적이고 다양한 구성을 설명한다. The subsystems described in this disclosure and shown in FIGS. 1 and 2 can be modified in one or more parameters to provide different imaging capabilities depending on the application to be used. In one such example, the imaging subsystem shown in FIG. 1 may be configured to have a higher resolution when used for defect review or metrology than for inspection. That is, the embodiment of the imaging subsystem shown in FIGS. 1 and 2 is an imaging subsystem that can be tailored in a number of ways that will be apparent to those skilled in the art to produce imaging subsystems with different output generating capabilities that are more or less suitable for different applications. Some common and varied configurations for

위에서 언급했듯이, 광학 서브시스템, 전자 서브시스템, 및 이온 빔 서브시스템은 시편의 물리적 버전 위의 에너지(예컨대, 광, 전자 등)를 스캔하도록 구성되어 시편의 물리적 버전에 대한 이미지를 생성한다. 이러한 방식으로, 광학 서브시스템, 전자 서브시스템, 및 이온 빔 서브시스템은 "가상" 서브시스템이 아닌 "실제" 서브시스템으로서 구성될 수 있다. 하지만, 도 1에 도시된 저장 매체(도시되지 않음) 및 컴퓨터 서브시스템(들)(102)은 "가상" 시스템으로서 구성될 수 있다. 특히, 저장 매체 및 컴퓨터 서브시스템(들)은, 공동으로 양도된, 2012년 2월 28일에 발행된 바스카(Bhaskar) 등의 미국 특허 제8,126,255호 및 2015년 12월 29일에 발행된 두피(Duffy) 등의 제9,222,895호에 설명된 "가상" 이미징 시스템으로서 구성될 수 있으며, 이들 모두는 여기에 완전히 설명된 것처럼 참조로서 합체되어 있다. 본 명세서에 설명된 실시예는 이들 특허에 설명된 바와 같이 추가로 구성될 수 있다. As mentioned above, the optical subsystem, electronic subsystem, and ion beam subsystem are configured to scan energy (eg, light, electrons, etc.) over the physical version of the specimen to create an image of the physical version of the specimen. In this way, the optical subsystem, electronic subsystem, and ion beam subsystem can be configured as “real” subsystems rather than “virtual” subsystems. However, the storage media (not shown) and computer subsystem(s) 102 illustrated in FIG. 1 may be configured as “virtual” systems. In particular, the storage medium and computer subsystem(s) are described in commonly assigned U.S. Patent Nos. 8,126,255 to Bhaskar et al. (Duffy) et al., 9,222,895, all of which are incorporated herein by reference as if fully set forth. The embodiments described herein may be further configured as described in these patents.

하나 이상의 컴퓨터 서브시스템은 이미징 서브시스템에 의해 시편에 대해 생성된 테스트 이미지에서 노이즈를 감소시켜 디노이징된 테스트 이미지를 생성하도록 구성된다. 도 3은 디노이징 전후의 이미지의 예를 도시한다. 특히, 이미지(300)는 원래의 SEM 테스트 이미지이고 이미지(302)는 해당 SEM 테스트 이미지의 디노이징된 버전이다. 이미지(300)와 이미지(302)를 비교함으로써 알 수 있는 바와 같이, 디노이징 이미지에서 패터닝된 피처의 에지는 디노이징 후에 훨씬 더 부드럽다(smooth). 또한, 디노이징은 이미지의 패터닝되지 않은 부분(예컨대, 패터닝된 피처들 사이의 상대적으로 큰 공간)의 노이즈를 감소시켰을 뿐만 아니라 이미지를 더 밝게 만들고 이미지의 피처와 배경 간의 대비를 증가시켰다. 이러한 모든 변경은 본 명세서에 설명된 바와 같은 이미지 정렬을 더 쉽고 정확하게 할 것이다. 도 3의 이미지는 패터닝된 피처의 특정 수, 배열, 유형, 방향, 형상 등을 도시하지만, 여기에 설명된 실시예는 이미지의 유형, 이미지의 패터닝된 피처, 시편의 유형 등에 제한되지 않으며, 이것들에 대해 실시예가 사용될 수 있다. 즉, 본 명세서에서 설명되는 실시예는 이미지 및 시편에 제한되지 않으며, 이것들에 대해 실시예가 사용될 수 있다. One or more computer subsystems are configured to reduce noise in test images generated of the specimen by the imaging subsystem to produce denoised test images. 3 shows examples of images before and after denoising. In particular, image 300 is the original SEM test image and image 302 is a denoised version of that SEM test image. As can be seen by comparing image 300 and image 302, the edges of the patterned features in the denoising image are much smoother after denoising. Further, denoising reduced noise in unpatterned portions of the image (eg, relatively large spaces between patterned features) as well as made the image brighter and increased the contrast between features in the image and the background. All of these changes will make image alignment easier and more accurate as described herein. While the image of FIG. 3 illustrates a specific number, arrangement, type, orientation, shape, etc. of patterned features, the embodiments described herein are not limited to the type of image, patterned features in image, type of specimen, etc. Examples can be used for That is, the embodiments described herein are not limited to images and specimens, and the embodiments may be used for these.

일부 실시예에서, 테스트 이미지는 반복적인 패터닝된 피처를 포함한다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 원래의 테스트 이미지(300)의 패터닝된 피처들 중 일부는 이미지 내에서 반복된다. 위에서 설명한 것처럼, 이미지 정렬은 임의의 다른(또는 제한된) 구별 가능한 피처 없이 반복적인 피처가 있을 때 더 어려울 수 있다. 도 3에 도시된 테스트 이미지 예의 경우, 이미지의 모든 다른 패터닝된 피처와 구별할 수 있는, 테스트 이미지에 적어도 하나의 패터닝된 피처가 있다. 그러나, 여기에 설명된 프로세스를 위해 서로 정렬되어야 하는 일부 이미지는 이미지의 다른 패터닝된 피처와 구별할 수 있는 심지어 하나의 피처를 가지도록 보장되지 않는다. 그러나 본 명세서에 설명된 실시예는 이미지의 다른 패터닝된 피처에 대해 고유한 패터닝된 피처가 거의 또는 심지어 전혀 없는 이미지를 정렬하는 데 사용될 수 있다. In some embodiments, the test image includes repetitive patterned features. For example, as shown in FIG. 3 , some of the patterned features of the original test image 300 are repeated within the image. As explained above, image alignment can be more difficult when there are repetitive features without any other (or limited) distinguishable features. For the test image example shown in FIG. 3, there is at least one patterned feature in the test image that is distinguishable from all other patterned features in the image. However, some images that must be aligned with each other for the processes described herein are not guaranteed to have even one feature distinguishable from other patterned features in the image. However, embodiments described herein may be used to align images with few or even no unique patterned features relative to other patterned features in the image.

일 실시예에서, 노이즈를 감소시키는 것은 구조 기반 디노이징을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 "구조 기반 디노이징"이라는 용어는 이미지에서 볼 수 있는 구조를 기반으로 하고 이 구조를 보존하는 이미지 디노이징을 지칭하는 데 사용되는 일반적인 용어이다. 여기에 설명된 이미지에서 노이즈를 감소시키기 위해 사용될 수 있는 적절한 구조 기반 디노이징 방법의 일 실시예는 블록 매칭 및 3D 필터링(block-matching and 3D filtering; BM3D) 알고리즘이다. 일반적으로 BM3D 알고리즘은 유사성에 기초해 이미지 조각(image fragments)을 그룹화한다. 이미지 조각은 분리될 필요는 없지만 크기는 같아야 한다. 조각이 그룹화되었는지 여부는 참조 프래그먼트에 대한 비유사도에 임계값을 적용하여 결정될 수 있다. 이 그룹화 기술을 일반적으로 블록 매칭이라고 한다. 그러나 BM3D는 단일 프레임 내에서 매크로블록을 그룹화할 수 있으며, 그런 다음, 그룹의 모든 이미지 조각을 적층하여 3D 실린더와 같은 형상을 형성할 수 있다. 그런 다음, BM3D는 선형 변환이 뒤따르는, 모든 조각 그룹에 대해 수행되는 필터링을 포함할 수 있다. 그런 다음, 예를 들어, 위너 필터링(Wiener filtering)과 같은 변환 도메인 축소 단계를 수행한 다음, 선형 변환을 반전하여 모든(필터링된) 조각을 재생성할 수 있다. 그런 다음, 이미지가 2D 형태로 다시 변환된다. 또한, 모든 중첩되는 이미지 조각에 가중치 평균을 적용하여 노이즈를 필터링하면서도 구별된 신호를 유지할 수 있다. 구조 기반 디노이징은 문헌[Cheng et al. in "Image denoising algorithm based on structure and texture part," 2016 12th International Conference on Computational Intelligence and Security, December 2016, IEEE, pp. 147-151]에 의해 설명된 바와 같이 또한 수행될 수 있으며, 이 문헌은 여기에서 완전히 설명된 것처럼 참조로 포함된다. 여기에 설명된 실시예는 이 참고 문헌에 설명된 대로 추가로 구성될 수 있다.In one embodiment, reducing noise includes structure-based denoising. As used herein, the term "structure-based denoising" is a generic term used to refer to image denoising that is based on and preserves the structure seen in an image. One embodiment of a suitable structure-based denoising method that can be used to reduce noise in images described herein is the block-matching and 3D filtering (BM3D) algorithm. In general, the BM3D algorithm groups image fragments based on similarity. The image fragments do not have to be separate, but they must be the same size. Whether the fragments are grouped can be determined by applying a threshold to the degree of dissimilarity to the reference fragment. This grouping technique is commonly referred to as block matching. However, BM3D can group macroblocks within a single frame, and then stack all the image pieces in the group to form a 3D cylinder-like shape. BM3D may then include filtering performed on all fragment groups, followed by a linear transformation. You can then perform transformation domain reduction steps, eg Wiener filtering, and then recreate all (filtered) slices by inverting the linear transformation. The image is then converted back to 2D form. In addition, by applying a weighted average to all overlapping image segments, it is possible to maintain a distinct signal while filtering out noise. Structure-based denoising is described in Cheng et al. in "Image denoising algorithm based on structure and texture part," 2016 12th International Conference on Computational Intelligence and Security, December 2016, IEEE, pp. 147-151, which is incorporated herein by reference as if fully set forth. Embodiments described herein may be further configured as described in this reference.

또 다른 실시예에서, 노이즈를 감소시키는 것은 특이값 분해를 포함한다. 예를 들어, SEM 이미지와 같은 이미지를 사전 처리하기 위해 특이값 분해(SVD)를 사용할 수 있으므로 정렬 성공률이 향상된다. SVD는 행렬을 최적의 하위 순위 근삿값(optimal sub-rank approximations)을 얻을 수 있는 직교 성분으로 분해한다. SVD를 사용하여 찾아진 이미지 내의 가장 큰 객체 성분은 일반적으로 최대 특이값과 연관된 고유 이미지(eigen-images)에 해당하는 반면, 이미지 노이즈는 최소 특이값과 연관된 고유 이미지에 해당한다. 따라서, SVD는 여기에 설명된 실시예에서 패터닝된 피처 이미지로부터 노이즈를 분리하기 위한 특히 유용한 도구가 될 수 있다.In another embodiment, reducing noise includes singular value decomposition. For example, singular value decomposition (SVD) can be used to pre-process images, such as SEM images, thus improving the alignment success rate. SVD decomposes a matrix into orthogonal components from which optimal sub-rank approximations can be obtained. The largest object component in an image found using SVD generally corresponds to the eigen-images associated with the largest singular value, whereas the image noise corresponds to the eigen-image associated with the smallest singular value. Thus, SVD can be a particularly useful tool for isolating noise from patterned feature images in the embodiments described herein.

일부 실시예에서, 노이즈를 감소시키는 것은 SVD, SVD에 의해 출력된 하나 이상의 행렬에서 최댓값을 갖는 미리 결정된 수의 고유 벡터를 선택하는 것, 그리고 선택된 고유 벡터로부터 테스트 이미지를 재구성하여 디노이징된 테스트 이미지를 생성하는 것을 포함한다. 이러한 일 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 테스트 이미지(600) 및 참조 이미지(602)는 각각 별개의 SVD 단계(604 및 606)에 입력될 수 있다. 이 단계에서 각 입력 이미지는 좌측 행렬, 우측 행렬, 및 대각 행렬로 분해될 수 있다. 각 SVD 단계의 출력은 작은 고유 벡터 제거 단계에 입력될 수 있다. 예를 들어, SVD 단계(604)의 출력은 작은 고유 벡터 제거 단계(608)에 입력될 수 있고 SVD 단계(606)의 출력은 작은 고유 벡터 제거 단계(610)에 입력될 수 있다. 작은 고유 벡터 제거 단계에서, 최대 고유 벡터(EgV) 중 몇 개(예컨대, 10)만 유지될 수 있고 나머지는 제거될 수 있다. 이러한 방식으로, 이미지의 정렬에 부정적인 영향을 줄 수 있는 비교적 작은 불필요한 피처가 제거될 수 있다. In some embodiments, reducing noise comprises selecting a SVD, a predetermined number of eigenvectors having a maximum value in one or more matrices output by the SVD, and reconstructing the test image from the selected eigenvectors to obtain a denoised test image. including generating In one such embodiment, as shown in FIG. 6 , test image 600 and reference image 602 may be input to separate SVD stages 604 and 606 , respectively. In this step, each input image can be decomposed into a left matrix, a right matrix, and a diagonal matrix. The output of each SVD step can be input to a small eigenvector removal step. For example, the output of SVD stage 604 can be input to small eigenvector removal stage 608 and the output of SVD stage 606 can be input to small eigenvector removal stage 610 . In the small eigenvector removal step, only a few (e.g., 10) of the largest eigenvectors (EgV) can be kept and others can be removed. In this way, relatively small unwanted features that can negatively affect the alignment of the image can be removed.

그 후, 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템은 상대적으로 큰 주요 구조(main structures)만을 포함하는 이미지를 재구성한 다음, 이를 주요 정렬 방법(main alignment method)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 작은 고유 벡터 제거 단계(608)의 출력은 이미지 재구성 및 ROI 단계(612)에 입력될 수 있고, 작은 고유 벡터 제거 단계(610)의 출력은 이미지 재구성 및 ROI 단계(614)에 입력될 수 있다. 이미지 재구성은 위에서 설명된 바와 같이 수행될 수 있고 ROI 식별 및 지정은 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이 수행될 수 있다. 이미지 재구성 및 ROI 단계의 출력은 정렬 단계(616)에 입력될 수 있으며, 이는 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, 여기에 설명된 실시예는 정렬 방법 또는 알고리즘을 이미지에 적용하기 전에 예를 들어, SEM 이미지와 같은 이미지에서 에지 조도 및 노이즈를 제거하기 위해 SVD를 사용할 수 있다. One or more computer subsystems can then reconstruct an image containing only the relatively large main structures and then feed it to the main alignment method. For example, as shown in FIG. 6 , the output of the small eigenvector removal step 608 can be input to the image reconstruction and ROI step 612 and the output of the small eigenvector removal step 610 can be used to image reconstruction. and ROI step 614. Image reconstruction may be performed as described above and ROI identification and designation may be performed as further described herein. The output of the image reconstruction and ROI steps may be input to an alignment step 616, which may be performed as further described herein. In this way, embodiments described herein may use SVD to remove edge roughness and noise from an image, eg, a SEM image, before applying an alignment method or algorithm to the image.

추가 실시예에서, 노이즈를 감소시키는 것은 구조 기반 디노이징 및 이에 이은 특이값 분해를 포함한다. 예를 들어, 도 6에 도시된 입력 이미지, 즉, 테스트 이미지(600) 및 참조 이미지(602)는 본 명세서에 설명된 실시예 중 임의의 것에 따라 수행된 구조 기반 디노이징에 의해 이전에 디노이징된 이미지일 수 있다. 이러한 방식으로, 계산 예산이 허용하는 경우, 구조 기반 디노이징을 SVD와 결합하여 디노이징 방법이 단독으로 제공하는 것보다 더 많이 정렬을 개선할 수 있다.In a further embodiment, reducing noise includes structure-based denoising followed by singular value decomposition. For example, the input images shown in FIG. 6 , namely test image 600 and reference image 602 , have been previously denoised by structure-based denoising performed according to any of the embodiments described herein. may be an image. In this way, if the computational budget permits, structure-based denoising can be combined with SVD to improve alignment more than the denoising method alone provides.

하나 이상의 컴퓨터 서브시스템은 또한 적어도 수평 방향 또는 수직 방향으로 연장되는 디노이징된 테스트 이미지에서 하나 이상의 패터닝된 피처를 검출하도록 구성된다. 본 명세서에서 사용된 "적어도 수평 방향 또는 수직 방향으로 연장하는"은 패터닝된 피처(들)가 이들 방향 중 하나로 일부 연장된 측방향 치수를 갖는다는 것을 의미하도록 의도된다. 예를 들어, 웨이퍼와 같은 시편 상의 라인 또는 트렌치는 적어도 하나의 방향으로 연장되는 패터닝된 피처로 간주되는 반면, 접촉 홀 또는 다른 원형 또는 정사각형 구조는 적어도 수평 방향 또는 수직 방향으로 연장되는 패터닝된 피처로 간주되지 않는다. 이러한 방식으로, 일반적으로 "적어도 수평 방향 또는 수직 방향으로 연장되는 패터닝된 피처"는 반대 방향으로 연장되는 패터닝된 피처의 또 다른 치수보다 큰 시편의 x 방향 또는 y 방향으로 하나의 치수를 갖는 패터닝된 피처일 수 있다. "적어도 수평 방향 또는 수직 방향으로 연장되는 패터닝된 피처"는 또한 그 전체가 적어도 수평 방향 또는 수직 방향으로 연장되지 않고(예컨대, 패터닝된 피처의 모든 부분이 동일한 방향으로 연장되지는 않는 경우) 그리고/또는 수평 방향 및 수직 방향 모두로 연장되는(예컨대, 패터닝된 피처의 한 부분이 수평 방향으로 연장되고 패터닝된 피처의 또 다른 부분이 수직 방향으로 연장되는 경우) 패터닝된 피처일 수 있다.The one or more computer subsystems are also configured to detect one or more patterned features in the denoised test image extending in at least a horizontal or vertical direction. As used herein, “extending in at least a horizontal or vertical direction” is intended to mean that the patterned feature(s) have some extended lateral dimension in one of these directions. For example, a line or trench on a specimen such as a wafer is considered a patterned feature extending in at least one direction, whereas a contact hole or other circular or square structure is considered a patterned feature extending in at least a horizontal or vertical direction. not considered In this way, generally a "patterned feature extending in at least the horizontal or vertical direction" is a patterned feature having one dimension in the x or y direction of the specimen greater than another dimension of the patterned feature extending in the opposite direction. It can be a feature. A "patterned feature extending in at least a horizontal or vertical direction" also means that the entirety of the patterned feature does not extend in at least a horizontal or vertical direction (e.g., not all portions of the patterned feature extend in the same direction) and/or or patterned features that extend in both horizontal and vertical directions (eg, where one portion of the patterned features extends in the horizontal direction and another portion of the patterned features extends in the vertical direction).

적어도 수평 방향 또는 수직 방향으로 연장되는 상이한 패터닝된 피처의 일부 예는 도 3의 디노이징된 테스트 이미지(302)의 영역(304)에 도시되어 있다. 특히, 패터닝된 피처(304a)는 수평 방향이 아닌 수직 방향으로 연장된다. 패터닝된 피처(304b)는 수직 방향으로 연장되고 수평 방향으로 연장되는 것으로 간주될 수 있거나 간주되지 않을 수 있다. 패터닝된 피처(304c)는 수직 방향으로만 연장되고 패터닝된 피처(304d)는 이 패터닝된 피처를 가로질러 횡단할 때 수직 방향으로, 그 다음 수평 방향으로, 그리고 다시 수직 방향으로 연장된다. 이들 패터닝된 피처 모두는 본 명세서에 설명된 실시예에 의해 적어도 수평 방향 또는 수직 방향으로 연장되도록 결정될 수 있다.Some examples of different patterned features extending in at least the horizontal or vertical direction are shown in region 304 of denoised test image 302 of FIG. 3 . In particular, the patterned feature 304a extends in a vertical direction rather than a horizontal direction. The patterned features 304b may or may not be considered to extend in the vertical direction and extend in the horizontal direction. Patterned feature 304c extends only in the vertical direction and patterned feature 304d extends vertically, then horizontally, and again vertically when traversing across the patterned feature. All of these patterned features may be determined to extend in at least a horizontal or vertical direction by embodiments described herein.

적어도 수평 방향으로 연장되는 패터닝된 피처(즉, "수평 패터닝된 피처") 또는 수직 방향으로 연장되는 패터닝된 피처(즉, "수직 패터닝된 피처")는 예를 들어, 그레이 레벨 기반 문턱화(thresholding), 이미지 투영 등과 같은 임의의 적절한 방식으로 검출될 수 있다. 수평 및/또는 수직 패터닝된 피처는 디노이징된 테스트 이미지 자체를 사용하여 디노이징된 테스트 이미지에서, 예를 들어 검출 단계에 디노이징된 테스트 이미지를 입력함으로써 검출될 수 있다. 수평 패터닝된 피처 및/또는 수직 패터닝된 피처를 검출하는 것은 여기에 설명된 정렬 단계에서 사용하기에 적합한 피처를 식별하는 데 중요할 수 있다. 수평 피처 및/또는 수직 피처가 검출되고 여기에 설명된 정렬에 사용되는지 여부는 시편, 시편 상의 이미징 영역에서 어떤 패터닝된 피처가 형성되는지, 그리고 아마도 이미지 정렬 알고리즘에 따라 달라질 수 있다(예컨대, 수평 패터닝된 피처 및 수직 패터닝된 피처가 모두 있는 경우, 어느 피처(들)가 검출되어 정렬에 사용되는지는 정렬 알고리즘에 유용한 피처 유형에 따라 달라질 수 있다; 정렬 알고리즘이 수평 방향과 수직 방향 모두가 아니라, 단지 이들 방향 중 하나로만 연장되는 패터닝된 피처에서 더 잘 수행되는 경우; 등등). Patterned features extending in at least a horizontal direction (i.e., “horizontal patterned features”) or patterned features extending in a vertical direction (i.e., “vertical patterned features”) are, for example, gray-level based thresholding ), image projection, and the like. Horizontally and/or vertically patterned features may be detected in the denoised test image using the denoised test image itself, for example by inputting the denoised test image to a detection step. Detecting horizontal patterned features and/or vertical patterned features can be important in identifying suitable features for use in the alignment steps described herein. Whether horizontal features and/or vertical features are detected and used for the alignment described herein may depend on the specimen, what patterned features are formed in the imaging area on the specimen, and possibly the image alignment algorithm (e.g., horizontal patterning If there are both patterned features and vertically patterned features, which feature(s) are detected and used for alignment may depend on the type of features available to the alignment algorithm; the alignment algorithm is not both horizontal and vertical, but only if it performs better on patterned features that extend in only one of these directions; and so on).

하나 이상의 컴퓨터 서브시스템은 또한, 검출된 하나 이상의 패터닝된 피처가 디노이징된 테스트 이미지에서 관심 영역(ROI)으로서 위치되는 디노이징된 테스트 이미지의 영역을 지정하도록 구성된다. 디노이징된 테스트 이미지에서의 ROI는 디노이징된 테스트 이미지에서의 단일 연속 영역만을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 디노이징된 테스트 이미지에서, 적어도 수평 방향 또는 수직 방향으로 연장되는 패터닝된 피처(304a, 304b, 304c, 및 304d)를 포함하는 영역(304)은 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템에 의해 ROI로서 지정될 수 있다. 대안적으로, ROI는 하나보다 많은 영역을 포함할 수 있으며, 그 중 일부는 서로 별개이거나 상호 배타적이다. 예를 들어, 수평 패터닝된 피처 및/또는 수직 패터닝된 피처는 이미징된 영역 내의 시편에 대한 설계에 따라 다양한 위치에서, 디노이징된 테스트 이미지에서 발견될 수 있다. 따라서 일부 이미징된 영역의 경우, 예를 들어, 정렬에 유용하지 않은(또는 심지어 해로운) 디노이징된 테스트 이미지의 패터닝된 피처 또는 영역도 포함하지 않고, 수평 패터닝된 피처 및/또는 수직 패터닝된 피처의 전체(또는 충분한 수)가 위치되는 디노이징된 테스트 이미지의 단일 연속 영역을 지정하는 것이 가능하거나 유리하지 않을 수 있다. The one or more computer subsystems are also configured to designate a region of the denoised test image in which the detected one or more patterned features are located as a region of interest (ROI) in the denoised test image. The ROI in the denoised test image may contain only a single contiguous region in the denoised test image. For example, in the denoised test image shown in FIG. 3, region 304 that includes at least horizontally or vertically extending patterned features 304a, 304b, 304c, and 304d is one or more computer subs. It can be designated as an ROI by the system. Alternatively, an ROI may include more than one region, some of which are distinct or mutually exclusive. For example, horizontal patterned features and/or vertical patterned features may be found in the denoised test image at various locations depending on the design for the specimen within the imaged area. Thus, for some imaged areas, e.g., not including patterned features or areas of the denoised test image that are not useful (or even detrimental) for alignment, there are horizontal patterned features and/or vertical patterned features. It may not be possible or advantageous to specify a single contiguous region of the denoised test image in which all (or a sufficient number) are located.

그런 다음, 일부 그러한 경우에, 지정된 ROI는 검출된 수평 패터닝된 피처 및/또는 수직 패터닝된 피처 모두보다 적은 수를 포함하는 영역으로서 정의될 수 있다. 다른 그러한 예에서, 하나보다 많은 지정된 ROI가 정의될 수 있고, 지정된 ROI의 각각은 수평 패터닝된 피처 및/또는 수직 패터닝된 피처의 상이한 서브세트를 포함할 수 있다. 더욱이, 일부 경우에, 수평 방향 또는 수직 방향으로 연장되는 다른 패터닝된 피처 근처에 수평 방향 또는 수직 방향으로 연장되는 않는 패터닝된 피처가 있을 수 있다. 그러한 경우에, 계산적으로 의미가 있는 경우, 그러한 비수평 패터닝된 피처 및/또는 비수직 패터닝된 피처는 수평 패터닝된 피처 및/또는 수직 패터닝된 피처와 함께 ROI에 포함될 수 있다. 따라서 일반적으로 여기에 설명된 실시예는 적어도 하나의 수평 패터닝된 피처 및/또는 수직 패터닝된 피처를 포함하는 디노이징된 테스트 이미지에서의 임의의 영역으로서 ROI를 지정할 수 있고, 디노이징된 테스트 이미지에서 검출된 수평 패터닝된 피처 및/또는 수직 패터닝된 피처 모두가 ROI에 포함되지 않을 수 있으며, ROI는 수평 패터닝된 피처 및/또는 수직 패터닝된 피처가 아닌 일부 패터닝된 피처를 포함할 수 있다.Then, in some such cases, a designated ROI may be defined as an area containing fewer than both detected horizontal patterned features and/or vertical patterned features. In other such examples, more than one designated ROI may be defined, and each of the designated ROIs may include a different subset of horizontal patterned features and/or vertical patterned features. Moreover, in some cases, there may be patterned features that do not extend in a horizontal or vertical direction adjacent to other patterned features that extend in a horizontal or vertical direction. In such cases, where computationally meaningful, such non-horizontal patterned features and/or non-vertical patterned features may be included in the ROI along with the horizontal patterned features and/or vertical patterned features. Thus, in general, the embodiments described herein may designate an ROI as any region in a denoised test image that includes at least one horizontally patterned feature and/or vertically patterned feature, in the denoised test image. Not all of the detected horizontal patterned features and/or vertical patterned features may be included in the ROI, and the ROI may include some patterned features that are not horizontal patterned features and/or vertical patterned features.

하나 이상의 컴퓨터 서브시스템은 또한, 디노이징된 테스트 이미지를 시편에 대한 참조 이미지에, 디노이징된 테스트 이미지에서의 ROI 및 참조 이미지에서의 대응하는 영역만을 사용하여 정렬하도록 구성된다. 디노이징된 테스트 이미지를 참조 이미지에 정렬함으로써, 컴퓨터 서브시스템(들)은 원래의 테스트 이미지를 참조 이미지에 효과적으로 정렬한다. ROI를 지정하고 정렬 단계에 대해 ROI만 사용하는 것은 원하는 이미지 정렬의 정확도를 달성하는 데 중요할 수 있다. 예를 들어, 여기에 설명된 디노이징 방법은 이미지 정렬을 위해 선택될 수 있는 모든 테스트 이미지에서 모든 노이즈를 제거하지 못할 수 있다. 이미지 정렬에 ROI만 사용하면 나머지 노이즈의 영향을 감소시켜 이미지 정렬의 정확도를 향상시킬 수 있다. The one or more computer subsystems are also configured to align the denoised test image to the reference image for the specimen using only the ROI in the denoised test image and the corresponding region in the reference image. By aligning the denoised test image to the reference image, the computer subsystem(s) effectively align the original test image to the reference image. Specifying the ROI and using only the ROI for the alignment step can be critical to achieving the desired accuracy of image alignment. For example, the denoising methods described herein may not remove all noise from all test images that may be selected for image alignment. Using only the ROI for image alignment can improve the accuracy of image alignment by reducing the influence of the rest of the noise.

일부 실시예에서, 디노이징된 테스트 이미지를 참조 이미지에 정렬하는 것은 테스트 이미지를 서브픽셀 정확도로 참조 이미지에 정렬한다. 본 명세서에서 사용되는 "서브픽셀"은 일반적으로 이미징 서브시스템에 의해 생성된 출력의 픽셀보다 작은 것으로 정의된다. 이러한 방식으로, 여기에서 사용된 용어 "서브픽셀 정확도"는 일반적으로 이미징 서브시스템에 의해 획득된 이미지의 단일 픽셀의 크기(한쪽에서 다른 쪽까지의 거리)보다 작은 오류를 갖는 무언가(예컨대, 이미지 정렬)를 결정하는 것으로 정의될 수 있다. 디노이징 단계(들), 지정된 ROI, 및 여기에 설명된 지정된 ROI만을 사용하여 정렬을 수행하면 이미지 정렬이 서브픽셀 정확도로 수행될 수 있다. 다시 말해서, 디노이징 단계(들), ROI 지정 단계, 및 정렬 단계는 여기에 설명된 대로 수행되어 테스트 및 참조 이미지를 서브픽셀 정확도로 정렬할 수 있다.In some embodiments, aligning the denoised test image to the reference image aligns the test image to the reference image with sub-pixel accuracy. As used herein, a “subpixel” is generally defined as being smaller than a pixel of output produced by an imaging subsystem. In this way, as used herein, the term "subpixel accuracy" generally refers to something that has an error smaller than the size (distance from one side to the other) of a single pixel of an image acquired by the imaging subsystem (e.g., image alignment). ) can be defined as determining Performing the alignment using only the denoising step(s), the designated ROI, and the designated ROI described herein allows image alignment to be performed with sub-pixel accuracy. In other words, the denoising step(s), ROI designation step, and alignment step can be performed as described herein to align test and reference images with sub-pixel accuracy.

추가 실시예에서, 디노이징된 테스트 이미지를 참조 이미지에 정렬하는 것은 정규화된 교차 상관을 포함한다. NCC는 본원에 추가로 기재된 바와 같이 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 방식으로 수행될 수 있다. NCC가 실제 정렬 단계를 수행하기 위해 여기에 설명된 시스템 및 방법 중 일부에 의해 일반적으로 사용될 수 있지만, 여기에 설명된 정렬은 당업계에 알려진 임의의 다른 상관 유형 알고리즘 또는 방법을 사용하여 수행될 수 있다. 다시 말해서, NCC가 여기에 설명된 테스트 이미지 및 참조 이미지를 정렬하는 데 특히 적합한 하나의 방법이지만, 디노이징된 테스트 이미지 및 참조 이미지는 자신들의 지정된 ROI와 함께 여기에 설명된 정렬 단계를 위한 임의의 적절한 정렬 방법 또는 알고리즘에 입력될 수 있다. In a further embodiment, aligning the denoised test image to the reference image includes normalized cross-correlation. NCC may be performed as further described herein or in any other manner known in the art. Although NCC may be generally used by some of the systems and methods described herein to perform the actual alignment step, the alignment described herein may be performed using any other correlation type algorithm or method known in the art. there is. In other words, while NCC is one method that is particularly well suited for aligning the test image and reference image described here, the denoised test image and reference image, along with their designated ROIs, are arbitrary for the alignment steps described here. It can be input into an appropriate sorting method or algorithm.

일부 실시예에서, 테스트 이미지에서 적어도 수평 방향 또는 수직 방향으로 연장되는 대부분의 패터닝된 피처는 테스트 이미지에서의 노이즈보다 NCC에서 더 작은 가중치를 갖는다. 예를 들어, 여기에 설명된 실시예는 정렬 방법이 패터닝된 피처 이미지보다 이미지의 노이즈에 더 많이 의존하도록 정렬에 적합한 매우 적은 패터닝된 피처를 포함하고 그리고/또는 노이즈가 많이 있는 이미지를 정렬하는 데 특히 유리할 수 있다. 특히, 본 명세서에 설명된 바와 같이 테스트 이미지를 디노이징하고, 정렬에 사용하기에 적합한 패터닝된 피처가 위치되는 디노이징된 테스트 이미지에서 ROI를 지정하고, 정렬을 위해 ROI만을 사용함으로써, 본 명세서에 설명된 실시예는 상당한 테스트 이미지 노이즈 및/또는 정렬에 적합한 패터닝된 피처가 거의 없거나 최소인 경우에도 이미지 정렬을(예컨대, 서브픽셀 정확도로) 상당히 정확하게 만든다. In some embodiments, most of the patterned features extending at least horizontally or vertically in the test image have a smaller weight in the NCC than noise in the test image. For example, embodiments described herein may be useful for aligning images that contain very few patterned features suitable for alignment and/or are noisy, such that the alignment method relies more on noise in the image than patterned feature images. can be particularly advantageous. In particular, by denoising a test image as described herein, designating an ROI in the denoised test image where patterned features suitable for use in alignment are located, and using only the ROI for alignment, The described embodiment makes image alignment fairly accurate (eg, with sub-pixel accuracy) even with significant test image noise and/or few or minimal patterned features suitable for alignment.

본 명세서에서 설명되는 실시예에서 사용되는 참조 이미지는 사용되는 애플리케이션에 따라 상이한 유형의 참조 이미지일 수 있다. 일부 참조 이미지는, 프로세스가 수행되고 있는 시편에서 생성된다. 일 실시예에서, 참조 이미지는 디노이징된 참조 이미지이고, 초기 참조 이미지는, 테스트 이미지가 생성되는 위치에 대응하는 시편 상의 위치에서 이미징 서브시스템에 의해 시편에 대해 생성되고, 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템은 정렬 이전에 초기 참조 이미지에서 노이즈를 감소시켜 디노이징된 참조 이미지를 생성하도록 구성된다. 하나의 그러한 예에서, 테스트 이미지 및 참조 이미지는 시편 상의 상이한 인접 다이에서 그리고 이러한 상이한 다이 내의 대략 대응하는 위치에서 획득될 수 있다. 시편을 사용하여 테스트 이미지와 참조 이미지가 모두 획득되는 경우, 테스트 이미지와 참조 이미지 모두 비교적 유사한 레벨의 노이즈를 나타낼 수 있다. 따라서 테스트 이미지가 여기에 설명된 정렬 목적을 위해 디노이징되는 경우, 정렬 목적을 위해 참조 이미지를 디노이징하는 것이 또한 유리할 가능성이 있다. 이러한 경우, 테스트 이미지와 참조 이미지 모두 동일한 파라미터를 사용하여 동일한 방식으로 디노이징될 수 있다(이것은 이미지의 노이즈 유형 또는 레벨이 비교적 유사하기 때문에 적합할 수 있음). 테스트 이미지와 참조 이미지 모두의 이러한 디노이징은 여기에 설명되고 도 4 내지 6에 도시된 바와 같이 추가로 수행될 수 있다. The reference images used in the embodiments described herein may be different types of reference images depending on the application in which they are used. Some reference images are created from the specimen being processed. In one embodiment, the reference image is a denoised reference image, the initial reference image is created for the specimen by the imaging subsystem at a location on the specimen that corresponds to the location at which the test image is created, and the one or more computer subsystems and to reduce noise in the initial reference image prior to alignment to produce a denoised reference image. In one such example, test images and reference images may be acquired at different adjacent dies on the specimen and at approximately corresponding locations within those different dies. When both the test image and the reference image are acquired using the specimen, both the test image and the reference image may exhibit relatively similar levels of noise. Thus, if a test image is denoised for alignment purposes as described herein, it is likely to be advantageous to also denoise the reference image for alignment purposes. In this case, both the test image and the reference image can be denoised in the same way using the same parameters (this may be appropriate since the images have relatively similar noise types or levels). This denoising of both the test image and the reference image can be further performed as described herein and shown in FIGS. 4-6 .

또 다른 실시예에서, 참조 이미지는 시편을 사용하여 생성되지 않는다. 예를 들어, 여기에 설명된 일부 애플리케이션에서 참조 이미지는 시편의 이미징을 수반하지 않는 방식으로 생성될 수 있다. 하나의 그러한 예에서, 참조 이미지는, 참조 이미지가 시편을 이미징함으로써 생성된 경우 어떻게 나타날지를 시뮬레이션하는 시편에 대한 설계로부터 렌더링된 이미지일 수 있다. 시편에 대한 설계는 예를 들어, 그래픽 데이터 스트림(graphical data stream; GDS) 파일과 같은 임의의 적절한 설계 데이터 또는 정보를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 참조 이미지는 동일한 설계가 인쇄되는 또 다른 시편으로부터 생성될 수 있다. In another embodiment, the reference image is not created using the specimen. For example, in some applications described herein, reference images may be created in a manner that does not involve imaging of the specimen. In one such example, the reference image may be a rendered image from a design for a specimen that simulates how the reference image would appear if it were created by imaging the specimen. The design for the specimen may include any suitable design data or information, such as, for example, a graphical data stream (GDS) file. In another example, the reference image can be created from another specimen having the same design printed on it.

이러한 방식으로, 여기에 설명된 실시예에서 사용되는 참조 이미지는 테스트 이미지와 동일한 유형 및 레벨의 노이즈를 나타내거나 나타내지 않을 수 있다. 예를 들어, 시편에 대한 설계로부터 렌더링되는 참조 이미지는 테스트 이미지와 동일한 유형 및 레벨의 노이즈를 갖지 않을 수 있으며, 결과적으로, 여기서 설명된 이미지 정렬 정확도를 달성하기 위해 이러한 참조 이미지의 디노이징이 수행될 필요가 없을 수 있다. 다른 경우에, 동일한 설계의 또 다른 시편으로부터 생성된 참조 이미지는 테스트 이미지와 비교적 유사한 레벨 및 유형의 노이즈를 가질 수 있으므로, 정렬 목적을 위해 이러한 참조 이미지에 대해 디노이징이 수행될 수 있다. In this way, the reference images used in the embodiments described herein may or may not exhibit the same type and level of noise as the test images. For example, a reference image rendered from a design for a specimen may not have the same type and level of noise as the test image, and consequently denoising of such reference image is performed to achieve the image alignment accuracy described herein. may not need to be In other cases, a reference image created from another specimen of the same design may have a relatively similar level and type of noise to the test image, so denoising may be performed on this reference image for alignment purposes.

일부 경우에, 참조 이미지를 생성하는 시스템 또는 방법은 참조 이미지의 디노이징을 수행하여 여기에 설명된 실시예에 의한 참조 이미지의 디노이징을 불필요하게 만들 수 있다. 예를 들어, 참조 이미지를 렌더링하는 것은 또 다른 시스템 또는 방법에 의해 수행될 수 있고, 그 다른 시스템 또는 방법은 참조 이미지를 여기에 설명된 실시예에 의해 사용 가능하게 만들기 전에 디노이징할 수 있다. 따라서, 본 명세서에 설명된 실시예는 임의의 추가적인 디노이징 없이 참조 이미지를 사용할 수 있다. In some cases, a system or method for generating a reference image may perform denoising of the reference image, making denoising of the reference image unnecessary according to embodiments described herein. For example, rendering the reference image may be performed by another system or method, and the other system or method may denoise the reference image prior to making it usable by embodiments described herein. Thus, the embodiments described herein can use the reference image without any additional denoising.

일부 실시예에서, 참조 이미지는 디노이징된 참조 이미지이고, 초기 참조 이미지는 시편을 사용하여 생성되지 않으며, 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템은 정렬 이전에 초기 참조 이미지에서 노이즈를 감소시켜 디노이징된 참조 이미지를 생성하도록 구성된다. 예를 들어, 여기에 설명된 실시예는 위에서 설명된 물리적 시편 자체를 사용하지 않고 참조 이미지를 생성하도록 구성될 수 있다(예컨대, 설계로부터 참조 이미지를 렌더링함으로써, 동일한 설계의 또 다른 시편을 사용하여 참조 이미지를 획득함으로써, 등등). 그러한 방식으로 참조 이미지를 생성하는 것은 그렇지 않으면 당업계에 공지된 임의의 적절한 방식으로 수행될 수 있다. 일부 그러한 경우에, 참조 이미지는 시편의 이미징 및 여기에 설명된 실시예에 의해 사용되는 테스트 이미지의 생성 이전에 생성될 수 있다. 따라서, 그러한 참조 이미지가 특히 노이즈가 있는 경우, 테스트 이미지를 생성하기 위해 수행되는 시편의 이미징 전에 여기에 설명된 대로 디노이징될 수 있다. 이런 방식으로, 참조 이미지가 테스트 시편으로부터 생성되지 않은 경우 런타임 단계가 아닌 설정 단계 동안에 참조 이미지의 디노이징이 수행될 수 있다. 그러나 참조 이미지가 테스트 시편을 사용하여 생성되는 경우에도 런타임 단계가 아닌 설정 단계 동안에 참조 이미지의 디노이징이 수행될 수도 있다. In some embodiments, the reference image is a denoised reference image, the initial reference image is not created using the specimen, and one or more computer subsystems reduce noise in the initial reference image prior to alignment to obtain the denoised reference image. configured to create For example, embodiments described herein may be configured to generate a reference image without using the physical specimen itself described above (e.g., by rendering a reference image from a design, using another specimen of the same design). by acquiring a reference image, etc.). Generating a reference image in such a manner may be performed in any suitable manner otherwise known in the art. In some such cases, a reference image may be created prior to imaging of the specimen and generation of test images used by the embodiments described herein. Thus, if such reference images are particularly noisy, they may be denoised as described herein prior to imaging of the specimen performed to generate test images. In this way, denoising of the reference image can be performed during the setup phase rather than the runtime phase if the reference image is not generated from the test specimen. However, even when a reference image is created using a test specimen, denoising of the reference image may be performed during the setup phase rather than the runtime phase.

일 실시예에서, 참조 이미지는 디노이징된 참조 이미지이고, 초기 참조 이미지는, 테스트 이미지가 생성되는 위치에 대응하는 시편 상의 위치에서 이미징 서브시스템에 의해 시편에 대해 생성되고, 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템은 정렬 이전에 초기 참조 이미지에서 노이즈를 감소시켜 디노이징된 참조 이미지를 생성하도록 구성되며, 테스트 이미지에서 노이즈를 감소시키는 것 및 초기 참조 이미지에서 노이즈를 감소시키는 것은 테스트 이미지와 초기 참조 이미지에 대해 별도로 수행되는 구조 기반 디노이징을 포함한다. 하나의 이러한 실시예가 도 4에 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 테스트 이미지(400) 및 참조 이미지(402)는 디노이징 및 ROI 단계(404 및 406)에 기초해 상이한 구조에 각각 별도로 공급될 수 있다. 구조 기반 디노이징 단계 및 ROI 단계는 모두 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이 수행될 수 있다. 그런 다음, 식별된 ROI를 갖는 디노이징된 테스트 이미지 및 참조 이미지가 정렬 단계(408)에 입력될 수 있다. 정렬은 본 명세서에 추가로 설명되는 바와 같이 단계(408)에서 수행될 수 있다. 따라서, 이 비교적 간단한 실시예에서, 시스템은 주 정렬 단계에 이 2개의 이미지를 공급하기 전에 이 2개의 이미지에 대해 별도로 구조 기반 디노이징을 수행한다. In one embodiment, the reference image is a denoised reference image, the initial reference image is created for the specimen by the imaging subsystem at a location on the specimen that corresponds to the location at which the test image is created, and the one or more computer subsystems Reduce noise in the initial reference image prior to alignment to produce a denoised reference image, wherein reducing noise in the test image and reducing noise in the initial reference image are performed separately for the test image and the initial reference image. including structure-based denoising. One such embodiment is shown in FIG. 4 . As shown in FIG. 4 , test image 400 and reference image 402 may be separately fed to different structures based on denoising and ROI steps 404 and 406 , respectively. Both the structure-based denoising step and the ROI step may be performed as further described herein. The denoised test image and reference image with the identified ROI may then be input to an alignment step 408 . Alignment may be performed at step 408 as further described herein. Thus, in this relatively simple embodiment, the system performs structure-based denoising separately on these two images before feeding them to the main alignment step.

추가 실시예에서, 참조 이미지는 디노이징된 참조 이미지이고, 초기 참조 이미지는, 테스트 이미지가 생성되는 위치에 대응하는 시편 상의 위치에서 이미징 서브시스템에 의해 시편에 대해 생성되고, 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템은 정렬 이전에 초기 참조 이미지에서 노이즈를 감소시켜 디노이징된 참조 이미지를 생성하도록 구성되며, 테스트 이미지에서 노이즈를 감소시키는 것 및 초기 참조 이미지에서 노이즈를 감소시키는 것은 테스트 이미지와 초기 참조 이미지를 구조 기반 디노이징에 동시에 입력하는 것을 포함한다. 따라서, 이 실시예에서, 컴퓨터 서브시스템(들)은 테스트 이미지 및 참조 이미지에 대해 구조 기반 디노이징을 수행하기 전에 이들 이미지들로부터 "스택"을 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 서브시스템(들)은 테스트 및 참조 스택(500)을 생성하고 이미지 스택을 구조 기반 디노이징 단계(502)에 입력할 수 있다. 여기에서 사용되는, 이미지를 "적층"하는 것이라는 용어는 어떤 방식으로든 이미지를 결합하거나 변경하는 것을 포함하지 않는다. 그 대신, 본 명세서에서 사용되는 용어 "적층"은, 다수의 이미지가 상이한 입력 채널의 상이한 이미지로서 디노이징 알고리즘에 동시에 공급됨을 나타내는 것을 의미한다. 이 디노이징 단계는 본 명세서에서 추가로 설명된 바와 같이 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, 컴퓨터 서브시스템(들)은 주 정렬 방법을 위해 테스트 이미지와 참조 이미지를 분리하기 전에 이 이미지들의 스택에 대해 구조 기반 디노이징을 사용할 수 있다. In a further embodiment, the reference image is a denoised reference image, the initial reference image is created for the specimen by the imaging subsystem at a location on the specimen that corresponds to the location at which the test image is created, and the one or more computer subsystems comprise: and to generate a denoised reference image by reducing noise in the initial reference image prior to alignment, wherein reducing noise in the test image and reducing noise in the initial reference image combine the test image and the initial reference image into a structure-based denoising image. Including simultaneous input into easing. Thus, in this embodiment, the computer subsystem(s) may create a “stack” from the test image and reference image prior to performing structure-based denoising on these images. For example, as shown in FIG. 5 , the computer subsystem(s) can create a test and reference stack 500 and input the image stack to a structure-based denoising step 502 . As used herein, the term “stacking” images does not include combining or altering images in any way. Instead, the term “stacked” as used herein is meant to indicate that multiple images are simultaneously fed to the denoising algorithm as different images of different input channels. This denoising step may be performed as further described herein. In this way, the computer subsystem(s) can use structure-based denoising on a stack of test images and reference images before separating them for the main alignment method.

디노이징 후, 이미지들이 다시 분리되고, 그런 다음, 정렬 프로세스에 공급될 수 있다. 하나의 그러한 실시예에서, 구조 기반 디노이징은 디노이징된 테스트 이미지와 디노이징된 참조 이미지를 동시에 출력하고, 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템은 검출 이전에, 디노이징된 테스트 이미지와 디노이징된 참조 이미지를 분리하도록 구성된다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 구조 기반 디노이징(502)의 출력은, 디노이징된 테스트 이미지(506)가 디노이징된 참조 이미지(508)로부터 분리되는 분할 단계(504)에 입력될 수 있다. 그런 다음, ROI 식별 단계(510 및 512) 각각에서 디노이징된 테스트 이미지 및 참조 이미지(506 및 508)에 대해 개별적으로 ROI 식별이 수행될 수 있다. 그런 다음, 디노이징된 테스트 이미지와 참조 이미지 및 그들의 식별된 ROI는 정렬 단계(514)에 입력될 수 있으며, 이는 여기에 추가로 설명되는 바와 같이 수행될 수 있다. After denoising, the images can be separated again and then fed to an alignment process. In one such embodiment, structure-based denoising simultaneously outputs a denoised test image and a denoised reference image, and one or more computer subsystems output the denoised test image and the denoised reference image prior to detection. configured to separate. For example, as shown in FIG. 5 , the output of structure-based denoising 502 is input to segmentation step 504 where denoised test image 506 is separated from denoised reference image 508. It can be. Then, ROI identification may be performed on the denoised test images and reference images 506 and 508 separately in ROI identification steps 510 and 512, respectively. The denoised test and reference images and their identified ROIs may then be input to an alignment step 514, which may be performed as further described herein.

컴퓨터 서브시스템(들)은 정렬 단계의 결과를 임의의 적절한 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장하도록 구성될 수 있다. 이 결과는 여기에서 설명되는 임의의 다른 결과와 함께 저장될 수 있고 당업계에 공지된 임의의 방식으로 저장될 수 있다. 저장 매체는 여기에서 설명된 임의의 저장 매체 또는 업계에 공지된 임의의 다른 적절한 저장 매체를 포함할 수 있다. 결과가 저장된 후, 결과는 저장 매체에서 액세스되고 여기에 설명된 방법 또는 시스템 실시예 중 임의의 것에 의해 사용되고, 사용자에게 디스플레이되도록 포맷되며, 또 다른 소프트웨어 모듈, 방법 또는 시스템 등에 의해 사용될 수 있다. The computer subsystem(s) may be configured to store the results of the alignment step to any suitable computer readable storage medium. This result may be stored along with any other result described herein and may be stored in any manner known in the art. The storage medium may include any storage medium described herein or any other suitable storage medium known in the art. After the results are stored, they can be accessed on a storage medium and used by any of the method or system embodiments described herein, formatted for display to a user, and used by another software module, method or system, or the like.

하나의 그러한 예에서, 여기에 설명된 실시예는 시편에 대한 검사 프로세스를 수행하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 서로 정렬된 (원래의 그리고/또는 디노이징된) 테스트 이미지 및 참조 이미지가 여기에 설명된 실시예에 의해 결함 검출 방법 또는 알고리즘에 입력될 수 있다. 이러한 결함 검출 방법 또는 알고리즘의 일례는 정렬된 디노이징된 테스트 이미지로부터 참조 이미지를 차감(subtract)해서 차이 이미지를 생성한 다음, 결함 검출 문턱값을 차이 이미지에 적용하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 문턱값을 초과하는 차이 이미지의 이미지 신호 또는 데이터는 결함 또는 잠재적 결함으로서 지정될 수 있고, 문턱값을 초과하지 않는 차이 이미지의 이미지 신호 또는 데이터는 결함 또는 잠재적 결함으로서 지정되지 않을 수 있다. 물론, 이것은 여기에 설명된 정렬 단계의 결과를 사용할 수 있는 결함 검출 방법 또는 알고리즘의 단순한 예일 뿐이다. 일반적으로, 테스트 이미지와 참조 이미지 사이의 정렬에 의존하는 임의의 결함 검출 방법 또는 알고리즘은 검사를 위해 여기에 설명된 정렬 단계의 출력을 사용할 수 있다. In one such example, an embodiment described herein may be configured to perform an inspection process on a specimen. In this way, test images and reference images (original and/or denoised) aligned with each other may be input into a defect detection method or algorithm by embodiments described herein. An example of such a defect detection method or algorithm may include subtracting a reference image from an aligned, denoised test image to create a difference image, and then applying a defect detection threshold to the difference image. For example, image signals or data of difference images that exceed a threshold may be designated as defects or latent defects, and image signals or data of difference images that do not exceed a threshold may not be designated as defects or latent defects. there is. Of course, this is merely an example of a defect detection method or algorithm that may use the results of the alignment steps described herein. In general, any defect detection method or algorithm that relies on alignment between a test image and a reference image can use the output of the alignment step described herein for inspection.

상이한 검사 도구는 상이한 결함 검출 방법과 알고리즘을 사용할 수 있다. KLA에서 상업적으로 사용 가능한 검사 도구에 의해 사용되는 결함 검출 알고리즘의 몇 가지 예는, 이미지 프레임 차감에 의해 후보 이미지 대 참조 이미지 비교를 수행하고, 두 개 초과의 프레임의 중앙 참조 프레임(median reference frame)과 비교될 때 이중 검출(후보 이미지를 2개의 참조 이미지와 비교함) 또는 단일 검출을 통해 신호 대 노이즈에 기초해 이상치를 식별하는, 다중 다이 적응 문턱값(multi-die adaptive threshold; MDAT) 알고리즘을 포함한다. 또 다른 이러한 결함 검출 알고리즘은, MDAT 알고리즘과 유사하지만 이미지 차감이 수행되기 전에 테스트 이미지 프레임과 유사하도록 참조를 최적화하는 다중 계산 다이 적응 문턱값(multi-computed die adaptive threshold; MCAT) 알고리즘을 포함한다. 추가적인 이러한 결함 검출 알고리즘은 MCAT+ 알고리즘을 포함하는데, 이 알고리즘은 MCAT와 유사한 알고리즘이지만 웨이퍼 전체에서 참조를 사용한다. 추가적인 이러한 결함 검출 알고리즘은 단일 참조 다이(single reference die; SRD) 결함 검출 알고리즘이며, 이 알고리즘은 (테스트 이미지로부터 차감하기 위해) 동일하거나 다른 웨이퍼로부터의 참조 다이를 참조로서 사용한다 Different inspection tools may use different defect detection methods and algorithms. Some examples of defect detection algorithms used by commercially available inspection tools at KLA include performing a candidate image to reference image comparison by image frame subtraction, and a median reference frame of more than two frames. multi-die adaptive threshold (MDAT) algorithm, which identifies outliers based on signal-to-noise through double detection (comparing a candidate image to two reference images) or single detection when compared to include Another such defect detection algorithm includes the multi-computed die adaptive threshold (MCAT) algorithm, which is similar to the MDAT algorithm but optimizes the reference to be similar to the test image frame before image subtraction is performed. Additional such defect detection algorithms include the MCAT+ algorithm, which is similar to MCAT but uses references across the wafer. A further such defect detection algorithm is the single reference die (SRD) defect detection algorithm, which uses a reference die from the same or another wafer as a reference (to subtract from the test image).

결함 검출 방법은 또한 이러한 결함 검출 방법들 중 임의의 방법의 1차원(1D) 또는 2차원(2D) 버전일 수 있다. 검출기 출력에 대해 1차원 히스토그램을 생성하는 결함 검출 방법을 "1D 결함 검출 방법"이라고 할 수 있다. 그러한 일 실시예에서, 1D 히스토그램은 정렬된 이미지로부터 생성된 차이 이미지의 그레이 레벨로부터 생성된다. 예를 들어, 1D 결함 검출 방법 또는 알고리즘은 x축 상의 차이 그레이 레벨과 함께 이상치 검출을 위해 1D 히스토그램을 사용할 수 있다. 따라서 1D 히스토그램은 차이 그레이 레벨에 대한 결함 카운트(defect count)를 도시할 수 있다. 대조적으로, 본 명세서에서 그 용어가 사용되는 "2D 결함 검출 알고리즘"은 예를 들어, 한 축(y축)이 n>1개의 참조 프레임의 중앙 그레이 레벨이고 x축이 본 명세서에 설명된 바와 같이 정렬된 이미지로부터 생성된 차이 이미지의 차이 그레이 레벨인 2D 히스토그램을 사용하는 알고리즘이다. The defect detection method may also be a one dimensional (1D) or two dimensional (2D) version of any of these defect detection methods. A defect detection method that generates a one-dimensional histogram for the detector output may be referred to as a “1D defect detection method”. In one such embodiment, a 1D histogram is generated from the gray levels of the difference image generated from the aligned image. For example, a 1D defect detection method or algorithm may use the 1D histogram for outlier detection along with the difference gray levels on the x-axis. Thus, a 1D histogram can show defect counts for different gray levels. In contrast, a "2D defect detection algorithm" as the term is used herein is, for example, one axis (y-axis) the central gray level of n>1 reference frames and the x-axis as described herein. It is an algorithm that uses a 2D histogram, which is the difference gray level of difference images generated from aligned images.

그러한 또 다른 예에서, 여기에 설명된 실시예는 시편에 대한 계측 프로세스를 수행하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 서로 정렬된 (원래의 그리고/또는 디노이징된) 테스트 이미지 및 참조 이미지가 여기에 설명된 실시예에 의해 수행될 수 있는 측정 방법 또는 알고리즘에 입력될 수 있다. 이미지를 서로 정렬하는 것은 예를 들어, 참조 이미지의 피처와 비교하여 테스트 이미지의 피처의 상대적 임계 치수(critical dimension; CD)와 같은 상대적인 특성을 결정하기 위해 계측 동안 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, 계측 목적을 위해 시편에 대해 수행된 프로세스의 성능을 모니터링하는 데 사용될 수 있거나, 그러한 제조 프로세스에서 문제를 식별하는 데 사용될 수 있거나, 그러한 제조 프로세스에 대한 보정을 결정하는 데 사용될 수 있거나, 기타 등등을 위해 사용될 수 있는 테스트 이미지 및 참조 이미지의 피처들 간의 차이가 결정될 수 있다. 이러한 프로세스 및 보정은 여기에서 추가로 설명된다.In another such example, embodiments described herein may be configured to perform a metrology process on a specimen. In this way, test images and reference images (original and/or denoised) aligned with each other can be input into measurement methods or algorithms that may be performed by embodiments described herein. Aligning the images with each other may be performed during metrology to determine relative characteristics, such as, for example, relative critical dimensions (CDs) of features in the test image compared to features in the reference image. In this way, it may be used to monitor the performance of processes performed on specimens for metrology purposes, may be used to identify problems in such manufacturing processes, may be used to determine calibrations for such manufacturing processes, or Differences between features of the test image and the reference image that can be used for , , and the like can be determined. These processes and corrections are further described herein.

추가 예에서, 여기에 설명된 실시예는 시편에 대한 결함 검토 프로세스를 수행하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 본 명세서에 설명된 바와 같이 서로 정렬된 (원래의 및/또는 디노이징된) 테스트 이미지 및 참조 이미지는 검사에서 검출된 결함을 재검출하고 아마도 결함에 대한 추가 정보를 결정하는데 사용될 수 있으며, 이는 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 정렬된 테스트 이미지로부터 참조 이미지를 차감하여 결함이 재검출되면, 결함에 대응하는 테스트 이미지의 부분은 검사에 의해 결정된 결함에 대한 추가 정보 및/또는 검사에 의해 결정된 것보다 더 높은 해상도로 결정된 정보를 결정하는 데 사용될 수 있다. 하나의 그러한 예에서, 결함 검토 이미지는 검사 이미지보다 더 높은 해상도로 생성되기 때문에, 더 정확한 그리고/또는 상세한 정보는 검사에 비해 결함 검토에 의해 결정될 수 있다. 디노이징된 테스트 이미지가 이러한 목적으로 사용될 수 있기 때문에 여기에 설명된 테스트 이미지로부터 결정될 수 있는 결함 정보는 또한 더 정확하고 그리고/또는 상세할 수 있다. 일부 경우에서, 원래의 테스트 이미지와 디노이징된 테스트 이미지를 모두 사용하여 검토에 의해 재검출된 결함의 하나 이상의 특성을 결정하는 것이 유용할 수도 있다.In a further example, embodiments described herein may be configured to perform a defect review process on a specimen. In this way, test images and reference images (original and/or denoised) aligned with each other as described herein can be used to re-detect a defect detected in an inspection and possibly determine additional information about the defect. , which can be performed by the embodiments described herein. For example, if a defect is re-detected by subtracting a reference image from an aligned test image, the portion of the test image that corresponds to the defect has additional information about the defect as determined by inspection and/or a higher resolution than that determined by inspection. It can be used to determine the information determined by In one such example, because the defect review image is generated at a higher resolution than the inspection image, more accurate and/or detailed information may be determined by the defect review than the inspection. Since denoised test images can be used for this purpose, the defect information that can be determined from the test images described herein can also be more accurate and/or detailed. In some cases, it may be useful to determine one or more characteristics of a defect redetected by review using both the original and denoised test images.

여기에 설명된 대로 정렬된 이미지에 기초해 시편에 대한 프로세스를 수행하여 생성된 결과 및 정보는 여기에 설명된 실시예 및/또는 다른 시스템 및 방법에 의해 다양한 방식으로 사용될 수 있다. 이러한 기능에는 예를 들어, 피드백 방식 또는 피드포워드 방식으로 시편 또는 또 다른 시편에 대해 수행되었거나 수행될 제조 프로세스 또는 단계와 같은 프로세스 변경이 포함되지만 이에 국한되지는 않는다. 예를 들어, 컴퓨터 서브시스템(들)은 검출된 결함(들), 측정, 검토된 결함들 등을 사용하여 본 명세서에 설명된 바와 같이 검사되고, 측정되고, 결함이 검토되는 등등이 수행된 시편에 대해 수행된 프로세스 및/또는 시편에 대해 수행될 프로세스에 대한 하나 이상의 변경을 결정하도록 구성될 수 있다. 프로세스에 대한 변경은 프로세스의 하나 이상의 파라미터에 대한 임의의 적절한 변경을 포함할 수 있다. 컴퓨터 서브시스템(들)은, 수정된 프로세스가 수행되는 다른 시편 상에서 결함이 감소되거나 방지될 수 있고, 시편에 대해 수행되는 또 다른 프로세스에서 시편 상에서 결함 및/또는 측정이 수정될 수 있고, 시편에 대해 수행되는 또 다른 프로세스에서 결함 및/또는 측정이 보상될 수 있는 등이 수행될 수 있도록, 그러한 변경을 바람직하게 결정한다. 컴퓨터 서브시스템(들)은 당업계에 알려진 임의의 적절한 방식으로 그러한 변경을 결정할 수 있다. Results and information generated from performing processes on specimens based on aligned images as described herein may be used in a variety of ways by the embodiments described herein and/or other systems and methods. These functions include, but are not limited to, process changes, such as, for example, manufacturing processes or steps that have been or will be performed on a specimen or another specimen in a feedback or feedforward manner. For example, the computer subsystem(s) may use the detected defect(s), measurements, reviewed defects, etc. to test specimens that have been inspected, measured, reviewed for defects, etc. as described herein. It may be configured to determine one or more changes to the process performed on and/or the process to be performed on the specimen. A change to a process may include any suitable change to one or more parameters of the process. The computer subsystem(s) can reduce or prevent defects on other specimens where the modified process is performed, and defects and/or measurements can be corrected on the specimen in another process performed on the specimen, and Desirably determines such changes so that in another process performed on the system, defects and/or measurements can be compensated for, etc. The computer subsystem(s) may determine such a change in any suitable manner known in the art.

그런 다음, 이러한 변경은 컴퓨터 서브시스템(들) 및 반도체 제조 시스템에 액세스 가능한 반도체 제조 시스템(미도시) 또는 저장 매체(미도시)로 전송될 수 있다. 반도체 제조 시스템은 여기에 설명된 시스템 실시예의 일부일 수도 있고 아닐 수도 있다. 예를 들어, 여기에 설명된 다른 컴퓨터 서브시스템(들) 및/또는 이미징 서브시스템은 예를 들어, 하우징, 전력 공급 장치, 시편 취급 디바이스 또는 메커니즘 등과 같은 하나 이상의 공통 요소를 통해 반도체 제조 시스템에 결합될 수 있다. 반도체 제조 시스템은 예를 들어, 리소그래피 도구, 에칭 도구, 화학-기계적 연마(chemical-mechanical polishing; CMP) 도구, 퇴적 도구 등과 같은 당업계에 공지된 임의의 반도체 제조 시스템을 포함할 수 있다. These changes can then be transmitted to a semiconductor manufacturing system (not shown) or a storage medium (not shown) accessible to the computer subsystem(s) and the semiconductor manufacturing system. A semiconductor manufacturing system may or may not be part of a system embodiment described herein. For example, other computer subsystem(s) and/or imaging subsystems described herein are coupled to the semiconductor manufacturing system through one or more common elements, such as, for example, housings, power supplies, specimen handling devices or mechanisms, and the like. It can be. The semiconductor manufacturing system may include any semiconductor manufacturing system known in the art, such as, for example, lithography tools, etching tools, chemical-mechanical polishing (CMP) tools, deposition tools, and the like.

여기에 설명된 실시예는 이미지 정렬을 위해 이전에 사용된 방법 및 시스템에 비해 많은 이점을 제공한다. 예를 들어, 여기에 설명된 실시예는 이전 정렬 방법을 사용하여 이전에 상대적으로 열악한 성능을 가졌던 SEM 이미지와 같은 상대적으로 노이즈 있는 이미지에서 이미지 정렬을 가능하게 한다. 노이즈 있는 이미지에서 더 나은 이미지 정렬을 달성하는 것은 여기에 설명된 구조 기반 디노이징 및/또는 SVD를 사용하여 가능하다. 또 다른 예에서, 여기에 설명된 실시예는 테스트 이미지 및 참조 이미지가 덜 명백한 공통 피처를 갖고 그리고/또는 노이즈를 가질 때 현재 이미지 정렬, 예를 들어 현재 SEM 이미지 정렬의 격차를 해소(close)할 수 있다. 본 명세서에 설명된 실시예는 수평 피처 및/또는 수직 피처를 검출하고, NCC 또는 몇몇 다른 적절한 정렬 방법 또는 알고리즘을 포함할 수 있는 정렬 단계에 대한 입력으로서 이 피처를 ROI에 설정함으로써 상대적으로 제한된 수의 구조를 갖는 이미지에 대한 이전 정렬 방법을 능가할 수 있다. The embodiments described herein provide many advantages over previously used methods and systems for image alignment. For example, the embodiments described herein enable image alignment on relatively noisy images, such as SEM images, which previously had relatively poor performance using previous alignment methods. Achieving better image alignment on noisy images is possible using structure-based denoising and/or SVD described here. In another example, embodiments described herein may close gaps in current image alignment, eg, current SEM image alignment, when the test image and the reference image have less obvious features in common and/or have noise. can Embodiments described herein detect horizontal features and/or vertical features and set these features in ROIs as inputs to an alignment step, which may include NCC or some other suitable alignment method or algorithm, in a relatively limited number of ways. It can outperform previous alignment methods for images with a structure of

시스템들 각각의 실시예들 각각은 하나의 단일 실시예로 함께 결합될 수 있다. Each of the embodiments of each of the systems can be combined together into one single embodiment.

또 다른 실시예는 시편의 이미지를 정렬하기 위한 컴퓨터로 구현되는 방법에 관한 것이다. 방법은 전술된, 노이즈 감소 단계, 하나 이상의 패터닝된 피처 검출 단계, 영역 지정 단계, 및 정렬 단계를 포함한다. Another embodiment relates to a computer-implemented method for aligning an image of a specimen. The method includes the noise reduction step, one or more patterned feature detection steps, region designation steps, and alignment steps, as described above.

이 방법의 각각의 단계는 본 명세서에 추가로 설명된 바와 같이 수행될 수 있다. 이 방법은 또한 본 명세서에 설명된 이미징 서브시스템 및/또는 컴퓨터 서브시스템(들) 또는 시스템(들)에 의해 수행될 수 있는 임의의 다른 단계(들)를 포함할 수 있다. 노이즈 감소 단계, 하나 이상의 패터닝된 피처 검출 단계, 영역 지정 단계, 및 정렬 단계는 이미징 서브시스템에 결합된 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템에 의해 수행되며, 이들 모두는 본 명세서에 설명된 실시예 중 임의의 것에 따라 구성될 수 있다. 또한, 전술된 방법은 본 명세서에 설명된 임의의 시스템 실시예에 의해 수행될 수 있다. Each step of this method may be performed as further described herein. The method may also include any other step(s) that may be performed by the imaging subsystem and/or computer subsystem(s) or system(s) described herein. Noise reduction steps, one or more patterned feature detection steps, region designation steps, and alignment steps are performed by one or more computer subsystems coupled to the imaging subsystem, all of which may be implemented in any of the embodiments described herein. can be configured accordingly. Additionally, the methods described above may be performed by any of the system embodiments described herein.

추가적인 실시예는 시편의 이미지를 정렬하기 위한 컴퓨터로 구현되는 방법을 수행하기 위해 컴퓨터 시스템 상에서 실행 가능한 프로그램 명령어를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 매체에 관한 것이다. 하나의 이러한 실시예가 도 7에 도시되어 있다. 특히, 도 7에 도시된 바와 같이, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(700)는 컴퓨터 시스템(704) 상에서 실행 가능한 프로그램 명령어들(702)을 포함한다. 컴퓨터로 구현되는 방법은 본 명세서에 설명된 임의의 방법(들)의 임의의 단계(들)를 포함할 수 있다. A further embodiment relates to a non-transitory computer readable medium storing program instructions executable on a computer system to perform a computer implemented method for aligning an image of a specimen. One such embodiment is shown in FIG. 7 . In particular, as shown in FIG. 7 , non-transitory computer readable medium 700 includes program instructions 702 executable on computer system 704 . A computer-implemented method may include any step(s) of any method(s) described herein.

본 명세서에서 설명된 것과 같은 방법을 구현하는 프로그램 명령어(702)는 컴퓨터 판독 가능 매체(700) 상에 저장될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 예를 들어, 자기 디스크 또는 광학 디스크, 자기 테이프, 또는 당 기술 분야에 공지된 임의의 다른 적합한 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체와 같은 저장 매체일 수 있다. Program instructions 702 implementing methods such as those described herein may be stored on computer readable medium 700 . A computer readable medium may be, for example, a storage medium such as a magnetic disk or optical disk, magnetic tape, or any other suitable non-transitory computer readable medium known in the art.

프로그램 명령어는, 무엇보다도, 절차 기반 기술, 컴포넌트 기반 기술, 및/또는 객체 지향 기술을 포함하는 다양한 방식 중 임의의 것으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 프로그램 명령어는 원하는 바에 따라, ActiveX 콘트롤, C++ 객체, JavaBeans, 마이크로소프트 파운데이션 클라스(Microsoft Foundation Classes; "MFC"), SSE(Streaming SIMD Extension) 또는 다른 기술 또는 방법론을 사용하여 구현될 수도 있다. Program instructions may be implemented in any of a variety of ways, including, among others, procedure-based, component-based, and/or object-oriented technologies. For example, program instructions may be implemented using ActiveX controls, C++ objects, JavaBeans, Microsoft Foundation Classes ("MFC"), Streaming SIMD Extensions (SSE), or other technologies or methodologies, as desired. there is.

컴퓨터 시스템(704)은 본 명세서에 설명된 임의의 실시예에 따라 구성될 수 있다.Computer system 704 may be configured according to any of the embodiments described herein.

본 발명의 다양한 양상의 추가의 수정 및 대안 실시예가 이 설명의 견지에서 당 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 시편에 대한 이미지를 정렬하기 위한 방법 및 시스템이 제공된다. 따라서, 이러한 설명은 단지 예시적인 것으로 해석되어야 하며, 당업자가 본 발명을 수행하는 일반적인 방법을 교시하기 위한 것이다. 본 명세서에 도시되어 있고 설명되어 있는 발명의 형태는 현재 바람직한 실시예로서 취해져야 한다는 것이 이해되어야 한다. 모두 본 발명의 이 설명의 이익을 가진 후에 당 기술 분야의 숙련자에게 명백할 수 있는 바와 같이, 요소 및 물질은 본 명세서에 도시되어 있고 설명되어 있는 것에 대해 치환될 수 있고, 부분 및 프로세스는 역전될 수 있고, 본 발명의 특정 피처는 독립적으로 사용될 수 있다. 변경이 이하의 청구항들에 설명된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 본 명세서에 설명된 요소에서 이루어질 수 있다.Additional modifications and alternative embodiments of the various aspects of the present invention will become apparent to those skilled in the art in light of this description. For example, a method and system for aligning an image to a specimen is provided. Accordingly, these descriptions are to be construed as illustrative only, and are intended to teach one of ordinary skill in the art the general way of carrying out the present invention. It should be understood that the forms of the invention shown and described herein are to be taken as presently preferred embodiments. As will be apparent to those skilled in the art after all having the benefit of this description of the invention, elements and materials may be substituted for those shown and described herein, and parts and processes may be reversed. and certain features of the present invention may be used independently. Changes may be made in the elements described herein without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below.

Claims (20)

시편(specimen)의 이미지를 정렬하도록 구성된 시스템에 있어서,
시편의 이미지를 생성하도록 구성된 이미징 서브시스템; 및
하나 이상의 컴퓨터 서브시스템
을 포함하고, 상기 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템은,
상기 이미징 서브시스템에 의해 상기 시편에 대해 생성된 테스트 이미지에서 노이즈를 감소시켜 디노이징된(denoised) 테스트 이미지를 생성하고;
적어도 수평 방향 또는 수직 방향으로 연장되는 상기 디노이징된 테스트 이미지에서 하나 이상의 패터닝된 피처(feature)를 검출하고;
상기 검출된 하나 이상의 패터닝된 피처가 상기 디노이징된 테스트 이미지에서 관심 영역(region of interest)으로서 위치되는 상기 디노이징된 테스트 이미지의 영역을 지정하며;
상기 디노이징된 테스트 이미지를 상기 시편에 대한 참조 이미지에, 상기 디노이징된 테스트 이미지에서의 상기 관심 영역과 상기 참조 이미지에서의 대응하는 영역만을 사용하여 정렬하도록
구성되는 것인, 시편의 이미지를 정렬하도록 구성된 시스템.
In a system configured to align an image of a specimen,
an imaging subsystem configured to generate an image of the specimen; and
one or more computer subsystems
Including, the one or more computer subsystems,
reduce noise in a test image generated for the specimen by the imaging subsystem to produce a denoised test image;
detect one or more patterned features in the denoised test image that extend in at least a horizontal or vertical direction;
designate a region of the denoised test image in which the detected one or more patterned features are located as a region of interest in the denoised test image;
Align the denoised test image to a reference image for the specimen using only the region of interest in the denoised test image and a corresponding region in the reference image.
A system configured to align an image of a specimen, wherein the system is configured.
제1항에 있어서, 상기 참조 이미지는 디노이징된 참조 이미지이고, 초기 참조 이미지는, 상기 테스트 이미지가 생성되는 위치에 대응하는 상기 시편 상의 위치에서 상기 이미징 서브시스템에 의해 상기 시편에 대해 생성되며, 상기 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템은 또한, 상기 정렬 이전에 상기 초기 참조 이미지에서 노이즈를 감소시켜 상기 디노이징된 참조 이미지를 생성하도록 구성되는 것인, 시스템.2. The method of claim 1 , wherein the reference image is a denoised reference image, an initial reference image is created for the specimen by the imaging subsystem at a location on the specimen corresponding to a location at which the test image is created, and wherein the one or more computer subsystems are also configured to reduce noise in the initial reference image prior to the alignment to produce the denoised reference image. 제1항에 있어서, 상기 참조 이미지는 상기 시편을 사용하여 생성되지 않는 것인, 시스템.The system of claim 1 , wherein the reference image is not created using the specimen. 제1항에 있어서, 상기 참조 이미지는 디노이징된 참조 이미지이고, 초기 참조 이미지는 상기 시편을 사용하여 생성되지 않으며, 상기 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템은 또한, 상기 정렬 이전에 상기 초기 참조 이미지에서 노이즈를 감소시켜 상기 디노이징된 참조 이미지를 생성하도록 구성되는 것인, 시스템.2. The method of claim 1 , wherein the reference image is a denoised reference image, an initial reference image was not created using the specimen, and the one or more computer subsystems further reduce noise in the initial reference image prior to the alignment. reduction to generate the denoised reference image. 제1항에 있어서, 상기 노이즈를 감소시키는 것은 구조 기반 디노이징을 포함하는 것인, 시스템.2. The system of claim 1, wherein reducing noise comprises structure based denoising. 제1항에 있어서, 상기 참조 이미지는 디노이징된 참조 이미지이고, 초기 참조 이미지는, 상기 테스트 이미지가 생성되는 위치에 대응하는 상기 시편 상의 위치에서 상기 이미징 서브시스템에 의해 상기 시편에 대해 생성되고, 상기 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템은 또한, 상기 정렬 이전에 상기 초기 참조 이미지에서 노이즈를 감소시켜 상기 디노이징된 참조 이미지를 생성하도록 구성되며, 상기 테스트 이미지에서 노이즈를 감소시키는 것 및 상기 초기 참조 이미지에서 노이즈를 감소시키는 것은 상기 테스트 이미지와 상기 초기 참조 이미지에 대해 별도로 수행되는 구조 기반 디노이징을 포함하는 것인, 시스템.2. The method of claim 1 , wherein the reference image is a denoised reference image, an initial reference image is created for the specimen by the imaging subsystem at a location on the specimen corresponding to a location at which the test image is created, and The one or more computer subsystems are also configured to generate the denoised reference image by reducing noise in the initial reference image prior to the alignment, reducing noise in the test image and noise in the initial reference image. Wherein reducing ? comprises structure-based denoising performed on the test image and the initial reference image separately. 제1항에 있어서, 상기 참조 이미지는 디노이징된 참조 이미지이고, 초기 참조 이미지는, 상기 테스트 이미지가 생성되는 위치에 대응하는 상기 시편 상의 위치에서 상기 이미징 서브시스템에 의해 상기 시편에 대해 생성되고, 상기 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템은 또한, 상기 정렬 이전에 상기 초기 참조 이미지에서 노이즈를 감소시켜 상기 디노이징된 참조 이미지를 생성하도록 구성되며, 상기 테스트 이미지에서 노이즈를 감소시키는 것 및 상기 초기 참조 이미지에서 노이즈를 감소시키는 것은 상기 테스트 이미지와 상기 초기 참조 이미지를 구조 기반 디노이징에 동시에 입력하는 것을 포함하는 것인, 시스템.2. The method of claim 1 , wherein the reference image is a denoised reference image, an initial reference image is created for the specimen by the imaging subsystem at a location on the specimen corresponding to a location at which the test image is created, and The one or more computer subsystems are also configured to generate the denoised reference image by reducing noise in the initial reference image prior to the alignment, reducing noise in the test image and noise in the initial reference image. Wherein reducing ? comprises simultaneously inputting the test image and the initial reference image to structure-based denoising. 제7항에 있어서, 상기 구조 기반 디노이징은 상기 디노이징된 테스트 이미지와 상기 디노이징된 참조 이미지를 동시에 출력하고, 상기 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템은 또한, 상기 검출 이전에 상기 디노이징된 테스트 이미지와 상기 디노이징된 참조 이미지를 분리하도록 구성되는 것인, 시스템.8. The method of claim 7, wherein the structure-based denoising simultaneously outputs the denoised test image and the denoised reference image, and wherein the one or more computer subsystems also: prior to the detection, the denoised test image and the denoised test image. And configured to isolate the denoised reference image. 제1항에 있어서, 상기 노이즈를 감소시키는 것은 특이값 분해(singular value decomposition)를 포함하는 것인, 시스템.The system of claim 1 , wherein reducing the noise comprises singular value decomposition. 제1항에 있어서, 상기 노이즈를 감소시키는 것은 특이값 분해, 상기 특이값 분해에 의해 출력된 하나 이상의 행렬에서 최댓값을 갖는 미리 결정된 수의 고유 벡터를 선택하는 것, 및 상기 선택된 고유 벡터로부터 상기 테스트 이미지를 재구성하여 상기 디노이징된 테스트 이미지를 생성하는 것을 포함하는 것인, 시스템.2. The method of claim 1, wherein reducing the noise comprises singular value decomposition, selecting a predetermined number of eigenvectors having a maximum value in one or more matrices output by the singular value decomposition, and performing the test from the selected eigenvectors. and reconstructing an image to generate the denoised test image. 제1항에 있어서, 상기 노이즈를 감소시키는 것은 구조 기반 디노이징 및 이에 이은 특이값 분해를 포함하는 것인, 시스템.2. The system of claim 1, wherein reducing noise comprises structure-based denoising followed by singular value decomposition. 제1항에 있어서, 상기 디노이징된 테스트 이미지를 참조 이미지에 정렬하는 것은, 서브픽셀 정확도로 상기 테스트 이미지를 상기 참조 이미지에 정렬하는 것인, 시스템.The system of claim 1 , wherein aligning the denoised test image to a reference image comprises aligning the test image to the reference image with sub-pixel accuracy. 제1항에 있어서, 상기 정렬하는 것은 정규화된 교차 상관을 포함하는 것인, 시스템.2. The system of claim 1, wherein the sorting comprises normalized cross-correlation. 제1항에 있어서, 상기 테스트 이미지에서 적어도 상기 수평 방향 또는 상기 수직 방향으로 연장되는 패터닝된 피처의 대부분은 상기 테스트 이미지에서의 노이즈보다 정규화된 교차 상관에서 더 작은 가중치를 갖는 것인, 시스템.2. The system of claim 1, wherein a majority of patterned features extending in at least the horizontal direction or the vertical direction in the test image have a smaller weight in normalized cross correlation than noise in the test image. 제1항에 있어서, 상기 테스트 이미지는 반복적인 패터닝된 피처를 포함하는 것인, 시스템.2. The system of claim 1, wherein the test image includes repetitive patterned features. 제1항에 있어서, 상기 시편은 웨이퍼인 것인, 시스템.The system of claim 1 , wherein the specimen is a wafer. 제1항에 있어서, 상기 이미징 서브시스템은 광 기반 이미징 서브시스템인 것인, 시스템.The system of claim 1 , wherein the imaging subsystem is a light-based imaging subsystem. 제1항에 있어서, 상기 이미징 서브시스템은 전자 기반 이미징 서브시스템인 것인, 시스템.The system of claim 1 , wherein the imaging subsystem is an electronic based imaging subsystem. 시편의 이미지를 정렬하기 위한 컴퓨터로 구현되는(computer-implemented) 방법을 수행하기 위해 컴퓨터 시스템 상에서 실행 가능한 프로그램 명령어를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 있어서, 상기 컴퓨터로 구현되는 방법은,
이미징 서브시스템에 의해 시편에 대해 생성된 테스트 이미지에서 노이즈를 감소시켜 디노이징된 테스트 이미지를 생성하는 단계;
적어도 수평 방향 또는 수직 방향으로 연장되는 상기 디노이징된 테스트 이미지에서 하나 이상의 패터닝된 피처를 검출하는 단계;
상기 검출된 하나 이상의 패터닝된 피처가 상기 디노이징된 테스트 이미지에서 관심 영역으로서 위치되는 상기 디노이징된 테스트 이미지의 영역을 지정하는 단계; 및
상기 디노이징된 테스트 이미지를 상기 시편에 대한 참조 이미지에, 상기 디노이징된 테스트 이미지에서의 상기 관심 영역과 상기 참조 이미지에서의 대응하는 영역만을 사용하여 정렬하는 단계 - 상기 감소시키는 것, 상기 검출하는 것, 상기 지정하는 것, 및 상기 정렬하는 것은 상기 이미징 서브시스템에 결합된 상기 컴퓨터 시스템에 의해 수행됨 -
를 포함하는 것인, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
A non-transitory computer-readable medium storing program instructions executable on a computer system to perform a computer-implemented method for aligning an image of a specimen, the computer-implemented method comprising:
reducing noise in a test image generated for the specimen by the imaging subsystem to produce a denoised test image;
detecting one or more patterned features in the denoised test image that extend in at least a horizontal or vertical direction;
designating an area of the denoised test image in which the detected one or more patterned features are located as a region of interest in the denoised test image; and
aligning the denoised test image to a reference image for the specimen using only the region of interest in the denoised test image and a corresponding region in the reference image - the reducing, the detecting wherein the designating, and the aligning are performed by the computer system coupled to the imaging subsystem -
A non-transitory computer readable medium comprising a.
시편의 이미지를 정렬하기 위한 컴퓨터로 구현되는 방법에 있어서,
이미징 서브시스템에 의해 시편에 대해 생성된 테스트 이미지에서 노이즈를 감소시켜 디노이징된 테스트 이미지를 생성하는 단계;
적어도 수평 방향 또는 수직 방향으로 연장되는 상기 디노이징된 테스트 이미지에서 하나 이상의 패터닝된 피처를 검출하는 단계;
상기 검출된 하나 이상의 패터닝된 피처가 상기 디노이징된 테스트 이미지에서 관심 영역으로서 위치되는 상기 디노이징된 테스트 이미지의 영역을 지정하는 단계; 및
상기 디노이징된 테스트 이미지를 상기 시편에 대한 참조 이미지에, 상기 디노이징된 테스트 이미지에서의 상기 관심 영역과 상기 참조 이미지에서의 대응하는 영역만을 사용하여 정렬하는 단계 - 상기 감소시키는 것, 상기 검출하는 것, 상기 지정하는 것, 및 상기 정렬하는 것은 상기 이미징 서브시스템에 결합된 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템에 의해 수행됨 -
를 포함하는, 시편의 이미지를 정렬하기 위한 컴퓨터로 구현되는 방법.
In the computer-implemented method for aligning the image of the specimen,
reducing noise in a test image generated for the specimen by the imaging subsystem to produce a denoised test image;
detecting one or more patterned features in the denoised test image that extend in at least a horizontal or vertical direction;
designating an area of the denoised test image in which the detected one or more patterned features are located as a region of interest in the denoised test image; and
aligning the denoised test image to a reference image for the specimen using only the region of interest in the denoised test image and a corresponding region in the reference image - the reducing, the detecting wherein the specifying, and the aligning are performed by one or more computer subsystems coupled to the imaging subsystem;
A computer-implemented method for aligning an image of a specimen, including a.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11921052B2 (en) 2022-03-31 2024-03-05 Kla Corporation Inspection with previous step subtraction
US11922619B2 (en) 2022-03-31 2024-03-05 Kla Corporation Context-based defect inspection

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5923430A (en) * 1993-06-17 1999-07-13 Ultrapointe Corporation Method for characterizing defects on semiconductor wafers
US6885775B2 (en) * 2000-01-21 2005-04-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Image processing method and image processing apparatus
US6763142B2 (en) 2001-09-07 2004-07-13 Nline Corporation System and method for correlated noise removal in complex imaging systems
US7295695B1 (en) 2002-03-19 2007-11-13 Kla-Tencor Technologies Corporation Defect detection via multiscale wavelets-based algorithms
JP2006029881A (en) 2004-07-14 2006-02-02 Hitachi High-Technologies Corp Inspection method of pattern defect and inspection device thereof
US8698093B1 (en) 2007-01-19 2014-04-15 Kla-Tencor Corporation Objective lens with deflector plates immersed in electrostatic lens field
US8126255B2 (en) 2007-09-20 2012-02-28 Kla-Tencor Corp. Systems and methods for creating persistent data for a wafer and for using persistent data for inspection-related functions
KR20100001133A (en) 2008-06-26 2010-01-06 주식회사 하이닉스반도체 Method for correcting optical proximity effect
US8664594B1 (en) 2011-04-18 2014-03-04 Kla-Tencor Corporation Electron-optical system for high-speed and high-sensitivity inspections
US8692204B2 (en) 2011-04-26 2014-04-08 Kla-Tencor Corporation Apparatus and methods for electron beam detection
US8716662B1 (en) 2012-07-16 2014-05-06 Kla-Tencor Corporation Methods and apparatus to review defects using scanning electron microscope with multiple electron beam configurations
US9222895B2 (en) 2013-02-25 2015-12-29 Kla-Tencor Corp. Generalized virtual inspector
US8995749B2 (en) * 2013-03-28 2015-03-31 Mitutoyo Corporation Enhanced edge detection tool for edges of irregular surfaces
US9442077B2 (en) * 2013-08-28 2016-09-13 Kla-Tencor Corp. Scratch filter for wafer inspection
KR101535010B1 (en) * 2014-02-07 2015-07-08 (주) 넥스트칩 Apparatus and method for removing noise
WO2017027748A1 (en) * 2015-08-12 2017-02-16 Kla-Tencor Corporation Determining a position of a defect in an electron beam image
US10186028B2 (en) * 2015-12-09 2019-01-22 Kla-Tencor Corporation Defect signal to noise enhancement by reducing die to die process noise
JP7212372B2 (en) * 2016-09-23 2023-01-25 キュアメトリックス,インコーポレイテッド A system including an imaging device and a computing device
US10504213B2 (en) 2016-11-22 2019-12-10 Kla-Tencor Corporation Wafer noise reduction by image subtraction across layers
WO2019090533A1 (en) * 2017-11-08 2019-05-16 Shenzhen United Imaging Healthcare Co., Ltd. System and method for diagnositic and treatment
US10755404B2 (en) * 2017-12-07 2020-08-25 International Business Machines Corporation Integrated circuit defect detection using pattern images
US10685212B2 (en) * 2018-06-25 2020-06-16 Texas Instruments Incorporated Three dimensional (3d) object detection
US11663700B2 (en) * 2019-06-29 2023-05-30 Intel Corporation Automatic elimination of noise for big data analytics
US11947270B2 (en) * 2020-02-26 2024-04-02 Fei Company Metrology of semiconductor devices in electron micrographs using fast marching level sets

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